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持续吃年轻鼠肠道菌的小鼠衰老得更慢!
《Microbiome》
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月03日 来源:Microbiome 13.8
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为探究肠道微生物群与衰老的关系,研究人员开展 “终身微生物组年轻化对小鼠影响” 的研究。他们对小鼠进行终身反复粪便微生物移植(FMT),发现年轻微生物组(yMB)可改善小鼠协调能力、肠道通透性等,为延缓衰老提供新方向。
在生物的衰老进程中,机体的各个器官系统功能会逐渐衰退。就像一台使用多年的精密仪器,零部件慢慢老化,性能大不如前。在这个过程中,肠道微生物群的组成和功能也会发生变化,并且这一变化与衰老的诸多生理特征存在关联。不过,此前在哺乳动物中,尚未有过针对微生物群与衰老关系的终身干预研究。
为了深入探究微生物群对宿主衰老的影响,来自德国 Christian-Albrechts-University 和 University Hospital Schleswig-Holstein 等机构的研究人员开展了一项研究。他们假设,终身反复移植年轻个体的微生物组,可能会比单次干预产生更有益的效果,进而延缓机体衰老进程。该研究成果发表在《Microbiome》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在动物实验方面,选用 C57Bl6/J 小鼠,在其正常衰老过程中,每 8 周进行一次粪便微生物移植(FMT),分为接受年轻微生物组(yMB)移植和同年龄微生物组(iMB)移植两组。在检测分析技术上,运用 16S rRNA 基因扩增子测序和宏基因组测序来分析粪便微生物群的动态变化;通过单细胞 RNA 测序,从单细胞层面解析微生物组年轻化干预对不同细胞类型的转录影响。
下面来详细看看研究结果:
终身微生物组年轻化对小鼠生理参数和肠道屏障功能的影响:在实验过程中,yMB 组小鼠在 80 周后体重开始高于 iMB 组。实验后期,iMB 组小鼠死亡比例较高,yMB 组小鼠虽未达到统计学显著差异,但有寿命延长的趋势。yMB 组小鼠在 rotarod 实验中表现更好,说明其协调能力得到改善;yMB 组小鼠血清 LPS 水平显著降低,表明肠道屏障功能得到提升。
年轻化微生物组中代谢活动的恢复:通过对微生物组的分析发现,yMB 干预组的微生物组组成更接近初始的年轻微生物组。在代谢功能上,yMB 组与 iMB 组相比,许多与年龄相关的代谢特征变化方向相反,且 yMB 组中拮抗的微生物 - 微生物相互作用更丰富,这意味着微生物群落更加稳定。
年轻化小鼠结肠的全局转录变化:对小鼠结肠组织进行批量 RNA 测序,发现不同处理组的结肠基因表达存在显著变化。yMB 干预组中,线粒体基因表达、炎症反应调节等相关基因下调,而上调的基因则与上皮细胞发育等过程有关。
不同细胞类型对年轻微生物组的特异性反应:利用单细胞 RNA 测序技术,研究人员对不同细胞类型进行分析。在上皮细胞方面,不同类型的上皮细胞对 yMB 处理的反应各异,如肠细胞中与脂肪酸代谢相关的基因上调,未成熟肠细胞中与嘌呤核苷酸代谢相关的基因上调等。同时,yMB 干预后,上皮细胞的间充质评分降低,表明上皮 - 间充质转化(EMT)过程受到抑制。在免疫细胞方面,巨噬细胞对 yMB 干预的反应最为显著,多个与炎症相关的基因下调,炎症评分降低,这表明 yMB 干预可减轻炎症反应。
在研究结论和讨论部分,该研究表明,持续的微生物组年轻化能够延缓甚至逆转小鼠的一些衰老特征,如改善协调能力、增强肠道屏障功能、降低炎症反应和改变代谢谱等。而且,肠道黏膜不同细胞类型对微生物组年轻化的功能反应差异很大,这体现了肠道微生物组与宿主细胞之间高度特异性的相互作用。这一研究结果凸显了基于微生物组的干预措施在延缓或缓解与衰老相关的病理生理过程、促进健康衰老方面的巨大治疗潜力。不过,该研究也存在一定的局限性,比如实验中使用的抗生素预处理可能会对实验结果产生影响,未来还需要更大规模的研究来进一步明确微生物组与衰老之间的因果关系。但总体而言,这项研究为衰老相关疾病的治疗和健康衰老的促进提供了新的思路和理论依据 。
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