肠道微生物与健康衰老之间的“拉扯”

原创

来源：谢小利

2024-11-15 08:21:32

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核心提示：绘制人类衰老过程中肠道微生物结构变异（SV）的图谱，可能提供肠道微生物组与健康衰老关系的基本知识和机制理解。

绘制人类衰老过程中肠道微生物结构变异（SV）的图谱，可能提供肠道微生物组与健康衰老关系的基本知识和机制理解。团队表征了3230名中国参与者的肠道微生物SV，确定了与衰老、健康老龄化和与年龄相关的慢性病的关键SV。

衰老是伴随生命发生、发展过程中的一种活动，是机体从构成物质、组织结构到生理功能的丧失和退化过程。衰老过程是从受精卵到死亡之间持续发生的，只是到了一定的阶段衰老的特征才比较明显地显现出来。近年来，肠道微生物组作为一个新的衰老标志物出现，它在促进自然长寿和影响与年龄相关的整体健康状况方面，发挥着至关重要的作用。人类队列研究提供了宝贵的信息，说明在百岁老人群体和健康老年参与者中，通常观察到某些肠道微生物组的组成变化；某些核心类群，如已知具有抗长寿效应的拟杆菌属，在这两种人群中都有所减少。

2024年11月9日，西湖大学医学院、生命科学学院郑钜圣团队在期刊《Cell Reports》上发表了题为“Mapping the gut microbial structural variations in healthy aging within the Chinese population”的研究论文。研究结果揭示了与衰老相关的SV中的拷贝数丢失模式，检测到35个核心SV。团队的分析还通过蛋氨酸-同型半胱氨酸通路中的基因，将SV与年龄相关疾病（如慢性肾病）联系起来。

该研究首先系统地表征3230名中国中老年参与者的肠道微生物SV特征，检查了不同年龄间的SV变化，并识别了几个与衰老相关的SV，以及这些SV编码的关键途径，包括水平基因的转移机制。与健康衰老相关的SV，被发现随时间保持稳定；与复杂植物多糖降解和胆汁酸代谢相关的双歧杆菌假链状菌的3-kbp缺失SV（dSV），可能有助于健康衰老。进一步分析了与年龄相关疾病的SV，特别强调了蛋氨酸-同型半胱氨酸代谢途径中基因在慢性肾脏病（CKD）中的作用。

图形摘要

1. 微生物SVs有助于宿主健康衰老

与健康衰老显著相关的Blautia obeum中的1-kbp dSV包含了lantibiotic保护ABC转运体以及来自Bifidobacterium longum的另一个dSV包含了几个编码参与葡萄糖代谢的酶的基因，发现这些基因与健康衰老显著相关。识别了两种与健康衰老状态相关的胆汁酸，牛磺熊脱氧胆酸和羟脱氧胆酸（HDCA），同时还发现健康衰老相关的SV，B. pseudocatenulatum的3-kbp dSV与血清HDCA之间存在负关联。与其他肠道细菌的健康衰老相关SVs相关的HDCA水平，没有显著差异。此外，HDCA可能介导B. pseudocatenulatum 1386-1389 kbp缺失区域与健康衰老之间的关联。这指向了一个潜在的机制，即B. pseudocatenulatum 1386-1389 kbp缺失区域，可能与宿主的健康衰老状态相关，HDCA作为一个关键的中介。

2. 微生物SVs参与多种与衰老相关的疾病的进展

该研究团队发现5种可用的血清短链或中链酰基肉碱中的4种，即L-乙酰肉碱、肉碱、丙酰肉碱和辛酸肉碱，与CKD有关联。丙酰肉碱和辛酸肉碱，也被发现与CKD相关的SVs有关联。团队观察到R. bicirculans中的2-kbp dSV，包含编码噬菌体相关蛋白的基因，与GNHS和ZMSC队列中的CKD一致相关。同时，这个dSV与血清辛酸肉碱有关联，这也与CKD有关联。此外，Streptococcus sp.中的1-kbp dSV在GNHS和ZMSC队列中，与CKD一致相关。这个dSV与血清丙酰肉碱呈正相关，而这种代谢物也与CKD呈正相关。这些发现表明，肠道微生物SV可能通过血液中的尿毒症毒素，促进CKD的发展。