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 Debate exists on life-course adrenocortical zonal function trajectories. Rapid, phasic blood steroid concentration changes, such as circadian rhythms and acute stress responses, complicate quantification. To avoid pitfalls and account for life-stage changes in adrenocortical activity indices, we quantified zonae fasciculata (ZF) and reticularis (ZR) across the life-course, by immunohistochemistry of key regulatory and functional proteins. In 28 female baboon adrenals (7.5-22.1 years), we quantified 12 key proteins involved in cell metabolism, division, proliferation, steroidogenesis (including steroid acute regulatory protein, StAR), oxidative stress, and glucocorticoid and mitochondrial function. Life-course abundance of ten ZF proteins decreased with age. Cell cycle inhibitor and oxidative stress markers increased. Seven of the 12 proteins changed in the same direction for ZR and ZF. Importantly, ZF StAR decreased while ZR StAR was unchanged. Findings indicate ZF function decreased, and less markedly ZR function, with age. Causes and aging consequences of these changes remain to be determined.

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.

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.

Age is a prominent risk factor for cardiometabolic disease, and often leads to heart structural and functional changes. However, precise molecular mechanisms underlying cardiac remodeling and dysfunction resulting from physiological aging per se remain elusive. Understanding these mechanisms requires biological models with optimal translation to humans. Previous research demonstrated that baboons undergo age-related reduction in ejection fraction and increased heart sphericity, mirroring changes observed in humans. The goal of this study was to identify early cardiac molecular alterations that precede functional adaptations, shedding light on the regulation of age-associated changes. We performed unbiased transcriptomics of left ventricle (LV) samples from female baboons aged 7.5-22.1 years (human equivalent ~30-88 years). Weighted-gene correlation network and pathway enrichment analyses were performed to identify potential age-associated mechanisms in LV, with histological validation. Myocardial modules of transcripts negatively associated with age were primarily enriched for cardiac metabolism, including oxidative phosphorylation, tricarboxylic acid cycle, glycolysis, and fatty-acid β-oxidation. Transcripts positively correlated with age suggest upregulation of glucose uptake, pentose phosphate pathway, and hexosamine biosynthetic pathway (HBP), indicating a metabolic shift towards glucose-dependent anabolic pathways. Upregulation of HBP commonly results in increased glycosaminoglycan precursor synthesis. Transcripts involved in glycosaminoglycan synthesis, modification, and intermediate metabolism were also upregulated in older animals, while glycosaminoglycan degradation transcripts were downregulated with age. These alterations would promote glycosaminoglycan accumulation, which was verified histologically. Upregulation of extracellular matrix (ECM)-induced signaling pathways temporally coincided with glycosaminoglycan accumulation. We found a subsequent upregulation of cardiac hypertrophy-related pathways and an increase in cardiomyocyte width. Overall, our findings revealed a transcriptional shift in metabolism from catabolic to anabolic pathways that leads to ECM glycosaminoglycan accumulation through HBP prior to upregulation of transcripts of cardiac hypertrophy-related pathways. This study illuminates cellular mechanisms that precede development of cardiac hypertrophy, providing novel potential targets to remediate age-related cardiac diseases.

Abstract Background Poor nutrition during development programs kidney function. No studies on postnatal consequences of decreased perinatal nutrition exist in nonhuman primates (NHP) for translation to human renal disease. Our baboon model of moderate maternal nutrient restriction (MNR) produces intrauterine growth restricted (IUGR) and programs renal fetal phenotype. We hypothesized that the IUGR phenotype persists postnatally, influencing responses to a high-fat, high-carbohydrate, high-salt (HFCS) diet. Methods Pregnant baboons ate chow (Control; CON) or 70% of control intake (MNR) from 0.16 gestation through lactation. MNR offspring were IUGR at birth. At weaning, all offspring (CON and IUGR females and males, n=3/group) ate chow. At ~4.5 years of age, blood, urine, and kidney biopsies were collected before and after a 7-week HFCS diet challenge. Kidney function, unbiased kidney gene expression, and untargeted urine metabolomics were evaluated. Results IUGR female and male kidney transcriptome and urine metabolome differed from CON at 3.5 years, prior to HFCS. After the challenge, we observed sex-specific and fetal exposure-specific responses in urine creatinine, urine metabolites, and renal signaling pathways. Conclusions We previously showed mTOR signaling dysregulation in IUGR fetal kidneys. Before HFCS, gene expression analysis indicated that dysregulation persists postnatally in IUGR females. IUGR male offspring response to HFCS showed uncoordinated signaling pathway responses suggestive of proximal tubule injury. To our knowledge, this is the first study comparing CON and IUGR postnatal juvenile NHP and the impact of fetal and postnatal life caloric mismatch. Perinatal history needs to be taken into account when assessing renal disease risk.