衰老进程会诱发肾纤维化、认知功能衰退、心肌舒缩损伤等多器官退行性病变,靶向表观遗传调控已成为健康衰老领域主流研发方向。本研究依托转录组特征匹配筛选获得选择性 HDAC1/2 小分子抑制剂 Cmpd60,以老年野生型小鼠、阿尔茨海默病转基因模型小鼠为受试对象,证实该化合物对肾脏、脑组织、心脏具备多重器官保护效应;实验全程采用艾克核磁EchoMRI-700 无创活鼠体成分检测系统量化动物全身脂肪与瘦体质量,有效消除代谢相关混杂变量对药效判定的干扰。
图1:论文封面概要
研究方法基于 LINCS 转录组数据库开展长寿干预特征小分子高通量筛选;实验动物选用 20 月龄野生老年小鼠、6 月龄 APP/PS1 阿尔茨海默病转基因小鼠,设置空白溶剂对照组与 Cmpd60 给药干预组,连续腹腔给药干预 14 d;干预周期终点采用艾克核磁EchoMRI 无创活鼠体成分检测系统完成活体体组分定量检测,同步开展肾脏组织纤维化病理染色、脑组织转录组测序、离体心肌收缩功能动力学检测。
图 2(原文 Fig.1):基于转录组匹配筛选抗衰老小分子 Cmpd60 完整技术筛选流程
本研究如何采用艾克核磁EchoMRI-700 无创活鼠体成分检测系统完成小鼠活体无损体成分测定,定量核磁如何计算含量呢?艾克核磁通过测定氢原子弛豫时间,显示给药组与对照组小鼠总体重、脂肪含量、瘦体质量,统计学分析结果均无显著组间差异。该结果可直接佐证 Cmpd60 介导的肾脏、脑、心脏器官保护作用不依赖体质量与体脂水平改变,排除肥胖、体质量下降等代谢表型干扰,证明多脏器功能改善为药物特异性表观调控作用所致。

图 3(原文 Fig.2B):老年小鼠给药、采样及 艾克核磁EchoMRI 检测完整实验流程图
HDAC1/2 抑制剂 Cmpd60 可通过激活 HIF1A 介导的抗氧化信号通路,同步缓解肾间质纤维化、下调痴呆相关致病基因表达、修复心肌收缩与舒张功能,其多器官保护药效独立于体脂及体质量波动。艾克核磁EchoMRI-700活鼠体成分兼具活体无损伤、批量快速检测、精准分离脂肪与瘦体组分的技术优势,可高效剥离体质量相关混杂干扰因素,是衰老干预、多脏器保护类动物药效学评价的标准化核心检测仪器。
图 4(原文 Fig.5E):Cmpd60 组织特异性与通用抗衰老通路机制汇总示意图
1. 现有抗衰老药物研究难以区分脏器保护作用是药物特异性效应,还是由体脂、体重改变等代谢变化间接介导,本研究借助精准体组分定量手段完成变量剥离,明确 Cmpd60 药效独立于代谢表型;
2. 传统单一组织检测无法同步验证小分子对肾、脑、心脏多器官协同抗衰老作用,本研究完整证实 HDAC1/2 抑制剂多靶点脏器保护活性;
3. 既往研究未阐明 Cmpd60 抗衰老分子通路,本研究明确 HIF1A 抗氧化通路为其核心表观调控机制;
4. 老年动物模型缺乏标准化无创体成分检测工具,难以开展长期纵向代谢变量质控,本研究验证艾克核磁EchoMRI-700 活鼠体成分在衰老药效评价中的标准化应用价值。
原文出处DOI:10.1016/j.isci.2023.108681