肠道菌平衡可延缓衰老相关疾病

【字体: 时间:2015年09月15日 来源:生物通

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  为什么有些人超过80岁了仍然保持健康,而其他人则老的更快,并提早几十年患上严重的疾病?最近,加州大学洛杉矶分校(UCLA)的生命科学家,提出一种新的方法回答这个问题,并且开发出一种方法,帮助阻止或延缓健康的衰退。相关研究结果发表在九月八日的《Cell Reports》。

  

生物通报道:为什么有些人超过80岁了仍然保持健康,而其他人则老的更快,并提早几十年患上严重的疾病?最近,加州大学洛杉矶分校(UCLA)的生命科学家,提出一种新的方法回答这个问题,并且开发出一种方法,帮助阻止或延缓健康的衰退。延伸阅读:基因和饮食哪个对肠道菌群影响更大?

具体而言,这项研究表明,分析肠道细菌,可能是一种很有前途的方式,来预测我们随年龄增加而出现的健康结果。这项研究发现,可预测果蝇死亡的肠道微生物发生了变化。相关研究结果发表在九月八日的《Cell Reports》。

UCLA综合生物学和生理学教授David Walker指出:“衰老相关疾病的发病延缓,与肠道微生物群落的变化有着非常紧密的联系。随着年龄的增长,细菌细胞的数量大幅增加,细菌群的构成发生了变化。”

这项研究采用果蝇作为研究对象,部分原因是因为,它们的寿命一般仅为八周,一些果蝇能活到相当于人类80岁、90岁的年纪,而另一些果蝇的寿命则更短。此外,科学家已经确定了所有的果蝇基因,并知道如何打开或关闭这些基因。

在以前的一项研究中,UCLA的研究人员发现,在果蝇死亡之前五天或六天,它们的肠道变得更加有渗透性,并开始泄漏。

这项最新研究分析了超过10000只雌性果蝇,科学家们发现,在泄漏开始之前,他们能够检测到细菌在肠道内的变化。作为这项研究的一部分,一些果蝇服用了抗生素,以显著降低它们肠道细菌的水平;研究发现,抗生素可阻止年龄有关的细菌水平增加,并在衰老过程中改善肠功能。生物学家还表明,减少年老果蝇中的细菌水平,可以显着延长寿命。

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Walker说:“我们通过喂食抗生素,阻止与果蝇迫近死亡有关的肠道菌群发生变化,极大地延伸了它们的寿命,并改善了它们的健康。”(微生物群是富含在人类、其他哺乳动物、果蝇和其他动物的细菌和其他微生物。)

具有泄漏肠道、服用抗生素的果蝇,在泄漏开始后平均寿命为20天——动物寿命的相当大一部分。平均而言,具有泄漏肠道、但没有接受抗生素的果蝇在一周内死亡。

肠作为一道屏障,可保护我们的器官和组织免受环境的伤害。本文第一作者Rebecca Clark说:“肠道的健康——尤其是保护身体其他部分不受肠道内容物侵袭的屏障维护,是非常重要的,可能会随着衰老而发生故障。”Clark曾经是UCLA的博士后,现在是英国杜伦大学讲师。

生物学家与斯克里普斯研究所的助理教授William Ja、Ja实验室的博士后研究人员Ryuichi Yamada合作,制备了另外一组无菌、没有肠道微生物的果蝇。这些果蝇的肠道损伤出现了非常引人注目的延缓,它们活了了大约80天,相当于动物一般寿命的约1.5倍。

最近科学家开始将各种各样的疾病(包括糖尿病和帕金森,以及许多其他疾病),与菌群的变化联系在一起,但他们还不知道健康菌群到底是什么样子。

Walker说:“衰老生物学中的一个重要问题,涉及到我们如何变老和能活多久的大幅变化。”他补充说,在过去五年里,对于肠微生物的科学兴趣已经开始爆发。

当果蝇的肠道开始泄漏时,其免疫反应会大幅增加,并慢性地遍及全身。Walker说,慢性免疫激活与增龄性疾病有关。

Walker表示,这项研究可能会为科学家干预衰老过程、延缓帕金森病、阿尔茨海默病、癌症、中风、心血管疾病、糖尿病等疾病的发生,带来比较现实的方法,尽管这些进展可能还需要很多年。

(生物通:王英)

生物通推荐原文摘要:
Distinct Shifts in Microbiota Composition during Drosophila Aging Impair Intestinal Function and Drive Mortality
Summary: Alterations in the composition of the intestinal microbiota have been correlated with aging and measures of frailty in the elderly. However, the relationships between microbial dynamics, age-related changes in intestinal physiology, and organismal health remain poorly understood. Here, we show that dysbiosis of the intestinal microbiota, characterized by an expansion of the Gammaproteobacteria, is tightly linked to age-onset intestinal barrier dysfunction in Drosophila. Indeed, alterations in the microbiota precede and predict the onset of intestinal barrier dysfunction in aged flies. Changes in microbial composition occurring prior to intestinal barrier dysfunction contribute to changes in excretory function and immune gene activation in the aging intestine. In addition, we show that a distinct shift in microbiota composition follows intestinal barrier dysfunction, leading to systemic immune activation and organismal death. Our results indicate that alterations in microbiota dynamics could contribute to and also predict varying rates of health decline during aging in mammals.

 

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