Extensive epidemiological and experimental evidence indicates that a sub‐optimal environment during fetal and neonatal development in both humans and animals may programme offspring susceptibility to later development of chronic diseases including obesity and diabetes that are the result of altered carbohydrate metabolism. We determined the effects of protein restriction during pregnancy and/or lactation on growth, serum leptin, and glucose and insulin responses to a glucose tolerance test in male and female offspring at 110 days postnatal life. We fed Wistar rats a normal control 20% casein diet (C) or a restricted diet (R) of 10% casein during pregnancy. Female but not male R pups weighed less than C at birth. After delivery, mothers received the C or R diet during lactation to provide four offspring groups: CC (first letter maternal pregnancy diet and second maternal lactation diet), RR, CR and RC. All offspring were fed ad libitum with C diet after weaning. Relative food intake correlated inversely with weight. Offspring serum leptin correlated with body weight and relative, but not absolute, food intake in both male and female pups. Serum leptin was reduced in RR female pups compared with CC and increased in RC males compared with CC at 110 days of age. Offspring underwent a glucose tolerance test (GTT) at 110 days postnatal life. Female RR and CR offspring showed a lower insulin to glucose ratio than CC. At 110 days of age male RR and CR also showed some evidence of increased insulin sensitivity. Male but not female RC offspring showed evidence of insulin resistance compared with CC. Cholesterol was similar and triglycerides (TG) higher in male compared with female CC. Cholesterol and TG were higher in males than females in RR, CR and RC ( P < 0.05). Cholesterol and TG did not differ between groups in females. Cholesterol and TG were elevated in RC compared with CC males. Nutrient restriction in lactation increased relative whole protein and decreased whole lipid in both males and females. RC females showed decreased relative levels of protein and increased fat. We conclude that maternal protein restriction during either pregnancy and/or lactation alters postnatal growth, appetitive behaviour, leptin physiology, TG and cholesterol concentrations and modifies glucose metabolism and insulin resistance in a sex‐ and time window of exposure‐specific manner.

Maternal nutrient restriction (NR) affects fetal development with long‐term consequences on postnatal health of offspring, including predisposition to obesity and diabetes. Most studies have been conducted in fetuses in late gestation, and little information is available on the persistent impact of NR from early to mid‐gestation on properties of offspring skeletal muscle, which was the aim of this study. Pregnant ewes were subjected to 50% NR from day 28–78 of gestation and allowed to deliver. The longissimus dorsi muscle was sampled from 8‐month‐old offspring. Maternal NR during early to mid‐gestation decreased the number of myofibres in the offspring and increased the ratio of myosin IIb to other isoforms by 17.6 ± 4.9% ( P < 0.05) compared with offspring of ad libitum fed ewes. Activity of carnitine palmitoyltransferase‐1, a key enzyme controlling fatty acid oxidation, was reduced by 24.7 ± 4.5% ( P < 0.05) in skeletal muscle of offspring of NR ewes and would contribute to increased fat accumulation observed in offspring of NR ewes. Intramuscular triglyceride content (IMTG) was increased in skeletal muscle of NR lambs, a finding which may be linked to predisposition to diabetes in offspring of NR mothers, since enhanced IMTG predisposes to insulin resistance in skeletal muscle. Proteomic analysis by two‐dimensional gel electrophoresis demonstrated downregulation of several catabolic enzymes in 8‐month‐old offspring of NR ewes. These data demonstrate that the early to mid‐gestation period is important for skeletal muscle development. Impaired muscle development during this stage of gestation affects the number and composition of fibres in offspring which may lead to long‐term physiological consequences, including predisposition to obesity and diabetes.

Maximum lifespan of a species is the oldest that individuals can survive, reflecting the genetic limit of longevity in an ideal environment. Here we report methylation-based models that accurately predict maximum lifespan (r=0.89), gestational time (r=0.96), and age at sexual maturity (r=0.87), using cytosine methylation patterns collected from over 12,000 samples derived from 192 mammalian species. Our epigenetic maximum lifespan predictor corroborated the extended lifespan in growth hormone receptor knockout mice and rapamycin treated mice. Across dog breeds, epigenetic maximum lifespan correlates positively with breed lifespan but negatively with breed size. Lifespan-related cytosines are located in transcriptional regulatory regions, such as bivalent chromatin promoters and polycomb-repressed regions, which were hypomethylated in long-lived species. The epigenetic estimators of maximum lifespan and other life history traits will be useful for characterizing understudied species and for identifying interventions that extend lifespan.

ABSTRACT DNA methylation data have been successfully used to develop highly accurate estimators of age (“epigenetic clocks”) in many mammalian species. With a view of extending such epigenetic clocks to all primate species, we analyzed DNA methylation profiles of 2400 tissues derived from 37 primate species including 11 haplorhine species (baboons, marmosets, vervets, rhesus macaque, chimpanzees, gorillas, orangutan, humans) and 26 strepsirrhine species (suborders Lemuriformes and Lorisiformes). From these we present here, pan-primate epigenetic clocks which are highly accurate for all primates including humans (age correlation R=0.98). We also carried out in-depth analysis of baboon DNA methylation profiles and generated five epigenetic clocks for baboons (Olive-yellow baboon hybrid), one of which, the pan-tissue epigenetic clock, was trained on seven tissue types (fetal cerebral cortex, adult cerebral cortex, cerebellum, adipose, heart, liver, and skeletal muscle) with ages ranging from late fetal life to 22.8 years of age. To facilitate translation of findings in baboons to humans, we further constructed two dual-species, human-baboon clocks. We also identified and present here, epigenetic predictors of sex that apply to all primate species. Low overlap can be observed between age- and sex-related CpGs. Overall, this study advances our understanding of conserved age- and sex-related epigenetic changes in primates, and provides biomarkers to study the aging of all primate species with the facility to readily translate any findings between primate species.

Abstract Introduction Reliable and effective label-free quantification (LFQ) analyses are dependent not only on the method of data acquisition in the mass spectrometer, but also on the downstream data processing, including software tools, query database, data normalization and imputation. In non-human primates (NHP), LFQ is challenging because the query databases for NHP are limited since the genomes of these species are not comprehensively annotated. This invariably results in limited discovery of proteins and associated Post Translational Modifications (PTMs) and a higher fraction of missing data points. While identification of fewer proteins and PTMs due to database limitations can negatively impact uncovering important and meaningful biological information, missing data also limits downstream analyses (e.g., multivariate analyses), decreases statistical power, biases statistical inference, and makes biological interpretation of the data more challenging. In this study we attempted to address both issues: first, we used the MetaMorphues proteomics search engine to counter the limits of NHP query databases and maximize the discovery of proteins and associated PTMs, and second, we evaluated different imputation methods for accurate data inference. Results Using the MetaMorpheus proteomics search engine we obtained quantitative data for 1,622 proteins and 10,634 peptides including 58 different PTMs (biological, metal and artifacts) across a diverse age range of NHP brain frontal cortex. However, among the 1,622 proteins identified, only 293 proteins were quantified across all samples with no missing values, emphasizing the importance of implementing an accurate and statiscaly valid imputation method to fill in missing data. In our imputation analysis we demonstrate that Single Imputation methods that borrow information from correlated proteins such as Generalized Ridge Regression (GRR), Random Forest (RF), local least squares (LLS), and a Bayesian Principal Component Analysis methods (BPCA), are able to estimate missing protein abundance values with great accuracy. Conclusions Overall, this study offers a detailed comparative analysis of LFQ data generated in NHP and proposes strategies for improved LFQ in NHP proteomics data.

There is a critical need to generate age- and sex-specific survival curves to characterize chronological aging consistently across nonhuman primates (NHP) used in biomedical research. Accurate measures of chronological aging are essential for inferences into genetic, demographic, and physiological variables driving differences in NHP lifespan within and between species. Understanding NHP lifespans is relevant to public health because unraveling the demographic, molecular, and clinical bases of health across the life course in translationally relevant NHP species is fundamentally important to the study of human aging. Data from more than 110,000 captive individual NHP were contributed by 15 major research institutions to generate sex-specific Kaplan-Meier survival curves using uniform methods in 12 translational aging models:

The liver is critical for functions that support metabolism, immunity, digestion, detoxification, and vitamin storage. Aging is associated with severity and poor prognosis of various liver diseases such as nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD). Previous studies have used multi-omic approaches to study liver diseases or to examine the effects of aging on the liver. However, to date, no studies have used an integrated omics approach to investigate aging-associated molecular changes in the livers of healthy female nonhuman primates. The goal of this study was to identify molecular changes associated with healthy aging in the livers of female baboons (

Abstract Biological resilience, broadly defined as ability to recover from acute challenge and return to homeostasis, is of growing importance to the biology of aging. At the cellular level, there is variability across tissue types in resilience and these differences likely to contribute to tissue aging rate disparities. However, there are challenges in addressing these cell-type differences at regional, tissue and subject level. To address this question, we established primary cells from aged male and female baboons between 13.3-17.8 years spanning across different tissues, tissue regions, and cell types including: (1) fibroblasts from skin and from heart separated into left ventricle (LV), right ventricle (RV), left atrium (LA) and right atrium (RA), (2) astrocytes from the prefrontal cortex and hippocampus and (3) hepatocytes. Primary cells were characterized by their cell surface markers and their cellular respiration assessed with Seahorse XFe96. Cellular resilience was assessed by modifying a live-cell imaging approach we previously reported that monitors proliferation of dividing cells following response and recovery to oxidative (50µM-H 2 O 2 ), metabolic (1mM-glucose) and proteostasis (0.1µM-thapsigargin) stress. We noted significant differences even among similar cell types that are dependent on tissue source and the diversity in cellular response is stressor specific. For example, astrocytes were more energetic and exhibited greater resilience to oxidative stress (OS) than both fibroblasts and hepatocytes. RV and RA fibroblasts were less resilient to OS compared with LV and LA respectively. Skin fibroblasts were less impacted by proteostasis stress compared to astrocytes and cardiac fibroblasts. Future studies will test the functional relationship of these outcomes to age and developmental status of donors as potential predictive markers.

We previously demonstrated in baboons that maternal undernutrition (MUN), achieved by 70 % of control nutrition, impairs fetal liver function, but long-term changes associated with aging in this model remain unexplored. Here, we assessed clinical phenotypes of liver function, mitochondrial bioenergetics, and protein abundance in adult male and female baboons exposed to MUN during pregnancy and lactation and their control counterparts. Plasma liver enzymes were assessed enzymatically. Liver glycogen, choline, and lipid concentrations were quantified by magnetic resonance spectroscopy. Mitochondrial respiration in primary hepatocytes under standard culture conditions and in response to metabolic (1 mM glucose) and oxidative (100 µM H

Abstract The prefrontal cortex (PFC) has been implicated as a key brain region responsible for age-related cognitive decline. Little is known about aging-related molecular changes in PFC that may mediate these effects. To date, no studies have used untargeted discovery methods with integrated analyses to determine PFC molecular changes in healthy female primates. We quantified PFC changes associated with healthy aging in female baboons by integrating multiple omics data types (transcriptomics, proteomics, metabolomics) from samples across the adult age span. Our integrated omics approach using unbiased weighted gene co-expression network analysis (WGCNA) to integrate data and treat age as a continuous variable, revealed highly interconnected known and novel pathways associated with PFC aging. We found GABA tissue content associated with these signaling pathways, providing one potential biomarker to assess PFC changes with age. These highly coordinated pathway changes during aging may represent early steps for aging-related decline in PFC functions, such as learning and memory, and provide potential biomarkers to assess cognitive status in humans.