综述:糖尿病肾脏疾病与衰老:聚焦肠道微生物群

【字体: 时间:2025年10月14日 来源:Life Sciences 5.1

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  本综述系统阐述了肠道菌群失调在糖尿病肾脏疾病(DKD)与衰老共病机制中的核心作用。文章深入探讨了菌群失衡如何通过破坏肠道屏障、诱发全身性低度炎症、氧化应激及表观遗传调控异常(如短链脂肪酸SCFAs减少)等途径,加速肾脏纤维化与细胞衰老(如SASP分泌),为靶向肠道微生态治疗年龄相关性DKD提供了新颖的理论视角。

  
肠道微生物群:连接糖尿病肾脏疾病与衰老的隐秘桥梁
Changes in the gut microbiota phenotype in DKD and aging
自然衰老与糖尿病肾脏疾病(DKD)都与肠道微生物群多样性的下降密切相关。有益菌群,如双歧杆菌(Bifidobacteria)和乳酸杆菌(Lactobacilli)减少,而与炎症相关的菌群,如厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)则增加。在DKD患者中,这种微生物失衡更为显著。研究表明,中期DKD患者的肠道菌群多样性显著低于2型糖尿病(T2DM)患者和健康对照者,其微生物结构也呈现明显差异。衰老本身也会引发肠道菌群的组成变化,这种与年龄相关的菌群改变,其特征是促炎菌群增加而有益菌减少,被称为“炎症衰老”(inflammaging),进一步加剧了代谢紊乱和炎症状态,从而在DKD和衰老之间形成了一个恶性循环。
Gut microbiome impacts the common mechanisms of DKD and aging through its metabolic products
肠道微生物组的代谢产物被认为是微生物与宿主之间通讯的重要媒介,对机体的生物活动和代谢有着深远影响。
短链脂肪酸(SCFAs)是由膳食纤维经肠道细菌发酵产生的一类重要代谢物。在DKD和衰老状态下,产SCFAs的细菌减少,导致SCFAs水平下降。SCFAs的减少会损害肠道上皮屏障功能,增加肠道通透性,使得内毒素如脂多糖(LPS)易于易位进入循环系统,通过TLR/NF-κB通路触发全身性低度炎症和肾脏纤维化。此外,SCFAs作为组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂,其减少还会损害表观遗传调控,驱动纤维化相关基因的过表达。
三甲胺-N-氧化物(TMAO)是另一种备受关注的肠道菌群代谢物。胆碱和左旋肉碱经肠道微生物代谢产生三甲胺(TMA),后者在肝脏中被氧化为TMAO。高水平的TMAO与肾功能下降和心血管疾病风险增加相关,它能促进氧化应激、炎症和细胞衰老。
蛋白质结合尿毒症毒素(PBUT),如硫酸吲哚酚(IS)和对甲酚硫酸酯(PCS),在肾功能受损时蓄积,同样能诱导氧化应激、炎症反应和细胞衰老。此外,微生物衍生的尿毒症毒素,如苯乙酰谷氨酰胺(PAGln),可通过诱导线粒体功能障碍和DNA损伤来诱导细胞衰老,进一步强化了肠-肾轴在DKD与衰老相互作用中的关键地位。
Conclusion and prospects
肠道微生物群在糖尿病肾脏疾病(DKD)与衰老共同机制中的作用是生物医学研究的一个主要焦点。菌群失调及其代谢副产物可通过免疫反应和代谢紊乱加剧肾脏损伤、增加氧化应激并促进慢性炎症,从而加速DKD的进展。与衰老相关的肠道微生物群变化和减弱肠道屏障功能可能进一步加剧全身性代谢紊乱,形成一个恶性循环。尽管临床前研究取得了有希望的成果,但将微生物群靶向治疗(如益生菌、益生元、合生元、后生元或粪便微生物移植)转化为人类DKD患者的有效疗法仍面临挑战。未来的研究需要更深入地了解驱动DKD和衰老的特定微生物及其代谢途径,并探索针对肠道微生物群及其代谢物的创新治疗策略,以期打破这一恶性循环,为预防和治疗与年龄相关的DKD提供新思路。
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