長壽文章

腸道中的細菌可能會改變老化過程

腸道微生物群素描、腸道健康、胃腸道
  • 研究人員將老年小鼠的腸道微生物移植到年輕、無菌的小鼠體內; 8週後,年輕小鼠的腸道生長和神經發生增加。

  • 大腦中的神經發生或神經元產生是由於丁酸鹽的增加所致,丁酸鹽是腸道微生物在存在可發酵纖維的情況下產生的短鏈脂肪酸。

  • 丁酸鹽會刺激 FGF21,這是一種調節能量和新陳代謝的長壽激素。

文章刊登在《南洋理工大學(新加坡)新聞》。

由新加坡南洋理工大學(NTU Singapore)領導的國際研究小組發現,生活在腸道中的微生物可能會改變衰老過程,這可能會導致基於食物的治療方法的開發來減緩衰老。

所有生物體,包括人類,都與生活在其體內和體表的無數微生物物種共存,過去 20 年進行的研究已經確定了微生物在營養、生理、新陳代謝和行為方面的重要作用。

南洋理工大學李光前醫學院 Sven Pettersson 教授領導的研究團隊利用小鼠,將老年小鼠(24 個月大)的腸道微生物移植到年輕的無菌小鼠(6 週大)體內。 八週後,年輕小鼠的腸道生長和大腦中神經元的產生增加,稱為神經發生。

研究小組表明,神經發生的增加是由於腸道微生物的富集,這些微生物產生了一種稱為丁酸的特定短鏈脂肪酸。

丁酸鹽是透過下腸道中膳食纖維的微生物發酵產生的,並刺激一種名為 FGF21 的長壽激素的產生,在調節身體的能量和新陳代謝方面發揮著重要作用。 隨著年齡的增長,丁酸鹽的產生會減少。

研究人員隨後證明,給年輕的無菌小鼠單獨注射丁酸鹽具有與成年小鼠相同的神經發生作用。

這項研究昨天(11 月 13 日)發表在《科學轉化醫學》雜誌上,由新加坡、英國和澳洲的研究人員進行。

「我們發現從老年小鼠身上收集的微生物能夠支持年輕小鼠的神經生長,」佩特森教授說。 “這是一個令人驚訝且非常有趣的觀察,特別是因為我們可以通過單獨使用丁酸鹽來模擬神經刺激效果。”

「這些結果將引導我們探索丁酸鹽是否可以支持中風、脊椎損傷等情況下的修復和重建,並減輕加速老化和認知能力下降」。

研究團隊也探討了從老年小鼠到年輕小鼠的腸道微生物移植對消化系統功能的影響。

隨著年齡的增長,小腸細胞的活力會降低,這與黏液產生減少有關,使腸細胞更容易受到損傷和細胞死亡。

然而,丁酸鹽的添加有助於更好地調節腸道屏障功能,降低發炎風險。

研究團隊發現,接受來自舊捐贈者的微生物的小鼠,腸絨毛(小腸壁)的長度和寬度都增加了。 此外,老年小鼠的小腸和結腸都比年輕的無菌小鼠更長。

這項發現表明腸道微生物可以透過積極的刺激來補償和支持老化的身體。

這指出了一種透過模仿丁酸鹽的富集和活化來解決衰老負面影響的新的潛在方法。 

「我們可以設想未來的人類研究,我們將測試含有丁酸鹽的食品支持健康老化和成人神經發生的能力,」佩特森教授說。

「在擁有濃厚飲食文化的新加坡,探索利用食物來『治癒』自己將是一個有趣的下一步,結果對於新加坡支持白銀世代的健康老化可能非常重要」。

德國馬克斯普朗克老化生物學研究所的小組負責人 Dario Riccardo Valenzano 博士(未參與這項研究)表示,這項發現是微生物組研究的里程碑。

「這些結果令人興奮,並為老化生物學和微生物組研究提出了幾個新的開放性問題,包括小鼠一生中是否積極獲得產生丁酸鹽的微生物,以及極端老化是否會導致這一基本微生物群落的喪失,這可能會導緻小鼠死亡。最終導致生態失調和與年齡相關的功能障礙,」他補充道。

新加坡國立大學健康老化中心主任布萊恩甘迺迪教授提供了獨立觀點,他說:「有趣的是,老年動物的微生物組可以促進年輕接受者的年輕表型。 這表明,隨著衰老,微生物群已經發生了改變,以補償宿主累積的缺陷,並引發了一個問題:來自年輕動物的微生物群是否會對年輕宿主產生更大或更少的影響。 這些發現推進了我們對衰老過程中微生物組與其宿主之間關係的理解,並為開發與微生物組相關的干預措施以促進健康長壽奠定了基礎。”

這項研究建立在佩特森教授早期研究的基礎上,該研究涉及健康小鼠的腸道微生物移植如何恢復患有肌肉萎縮(即骨骼肌質量損失)的無菌小鼠的肌肉生長和功能。

該研究發表於 科學轉譯醫學 2019 年 11 月。

 



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