长寿密码藏在肠道?亚洲八旬老人微生物组研究揭示关键线索!
随着全球老龄化问题的加剧,科学家们越来越关注衰老过程中微生物组的变化及其对健康的影响。肠道微生物组作为人体内最复杂的微生物群落之一,不仅参与消化、免疫调节等生理过程,还与多种疾病和衰老过程密切相关。然而,关于高龄老人(尤其是八旬老人)肠道微生物组的具体特征及其与衰老表型的关系,此前的研究相对有限。
近期,新加坡科技研究局基因组研究所Niranjan Nagarajan团队在Nature Communications在线发表题为“Gut metagenomes of Asian octogenarians reveal metabolic potential expansion and distinct microbial species associated with aging phenotypes”的研究性文章,该团队在新加坡对200多名八旬老人(80-89岁)的肠道宏基因组进行了首次大规模研究,揭示了与衰老表型相关的独特微生物种类和代谢潜能的扩展。

图1 文献信息
在该研究中,作者收集了200名新加坡社区居住的八旬老人(80-89岁)的粪便样本并进行16S rRNA测序和宏基因组测序,与此同时,作者还记录了参与者的健康状况、饮食结构、生活方式、慢性疾病史以及衰老相关表行(如认知功能、肌肉质量、炎症水平等)。作者利用宏基因组测序数据,分析了八旬老人肠道微生物的代谢潜能和与衰老表型相关的特定微生物种类。作者进一步设计了纵向研究方法,长期跟踪八旬老人的健康状况和肠道微生物变化。
研究发现,随着年龄增长,八旬老人的肠道微生物丰富度显著下降,特别是普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)数量的减少。先前研究表明,普拉梭菌能够产生丁酸盐,丁酸盐对维持肠道健康、减轻炎症、支持肠道屏障功能以及促进肠道与大脑之间的交流至关重要的短链脂肪酸的产生。作者进一步观察到拟杆菌门种的另枝菌属(Alistipes)和拟杆菌属(Bacteroides)有所增加,作者推测另枝菌属利用拟杆菌属的替代底物以生成丁酸盐,该过程或许能够弥补普拉梭菌的减少,增强老年人肠道产生丁酸盐的代谢能力,从而促进更健康的衰老。作者发现随着年龄的增长,肠道微生物的代谢潜能发生了扩展,转向利用氨基酸(如L-赖氨酸)作为前体物质的代谢途径。这与经典的丙酮酸转化为丁酸的代谢途径不同,表明衰老过程中肠道微生物的代谢功能发生了显著转变。研究进一步将肠道微生物的组成与炎症、心血管代谢健康和肝脏健康等关键临床指标联系起来。例如,某些潜在的益生菌(如Parabacteroides goldsteinii)与健康衰老相关,而某些病原菌(如Klebsiella pneumoniae)则与炎症和心血管代谢疾病相关。
图2 与衰老相关的肠道微生物组丰富度和关键物种相对丰度的变化

图3 不同年龄组的微生物代谢途径的关联

图4 不同年龄组肠道宏基因组中丁酸合成途径的差异表示

图5 微生物组与关键临床标志物的关联
该研究不仅揭示了亚洲八旬老人肠道微生物组的独特变化,还强调了肠道微生物作为健康衰老生物标志物和潜在干预靶点的重要性。该研究不仅填补了高龄老人肠道微生物组研究的空白,还为理解衰老过程中微生物组的作用机制提供了重要线索。研究结果表明,肠道微生物组的代谢潜能扩展和特定微生物物种的富集可能是老年人适应衰老过程的重要策略。这些发现为开发针对肠道微生物的干预措施提供了科学依据,可能有助于延缓衰老过程,预防和治疗与衰老相关的慢性疾病。未来的研究可以进一步探索这些微生物与宿主健康之间的因果关系,并开发基于微生物的个性化干预策略,以促进健康衰老。
参考文献:Ravikrishnan, A., Wijaya, I., Png, E. et al. Gut metagenomes of Asian octogenarians reveal metabolic potential expansion and distinct microbial species associated with aging phenotypes. Nature Communications 15, 7751 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-52097-9
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