晚年短期饮食限制通过调控肠道干细胞DNA甲基化改善其功能的研究

为解决衰老导致的肠道干细胞（ISC）功能衰退问题，研究人员开展晚期短期饮食限制（stDR）对Lgr5+ ISC功能及DNA甲基化影响的研究，发现stDR可使老年小鼠ISC的肠类器官形成能力提升10倍，并逆转38个与衰老相关基因的表达及甲基化状态，为延缓肠道衰老提供新策略。

　　

随着人口老龄化加剧，衰老相关肠道功能衰退成为健康领域的重要挑战。肠道作为人体最大的免疫和代谢器官，其功能衰退与多种疾病密切相关，如炎症性肠病、结肠癌等。肠道干细胞（ISC）驱动的上皮再生能力随年龄增长显著下降，但如何逆转这一过程尚不明确。饮食限制（DR）是目前最有效的抗衰老干预手段之一，但其对老年个体ISC功能的影响及机制研究仍属空白。

为解决这一问题，美国俄克拉荷马大学健康科学中心的研究团队在《The Journal of Nutrition》发表了一项突破性研究。该团队首次证实，晚年启动的短期饮食限制（stDR）可显著改善老年小鼠Lgr5⁺
ISC功能，并通过DNA甲基化调控相关基因表达。这一发现为开发针对老年肠道功能衰退的干预策略提供了重要理论依据。

研究采用4项关键技术：1）磁珠分选法分离Lgr5⁺
ISC（保留细胞活性）；2）肠类器官形成实验评估ISC再生能力；3）RNA-Seq转录组分析（使用Strand NGS软件）；4）氧化全基因组亚硫酸氢盐测序（oxWGBS）检测DNA甲基化（基于R包Methyl Kit）。实验对象为2月龄和21月龄C57BL/6雄性小鼠（NIA衰老啮齿动物库来源），分为自由进食组和40% stDR组（持续4个月）。

年龄降低ISC的肠类器官形成能力
通过肠隐窝和Lgr5⁺
ISC培养发现，25月龄老年小鼠的肠类器官形成数量减少50%，且传代后完全丧失再生能力，证实衰老导致ISC功能不可逆损伤。

短期DR显著增强ISC功能
stDR使年轻和老年小鼠Lgr5⁺
ISC的肠类器官形成量均增加11倍，老年组多叶肠类器官增加10倍。转录组分析显示，stDR上调了肠类器官中再生标志物（Wnt10b, Tert），下调静止期标志物（Lrig1, Bmi1）。

转录组与甲基化调控网络
RNA-Seq发现895个衰老相关差异基因中，75%（678个）被stDR逆转。关键38个基因（如Slc28a3, Ly9）在衰老和DR中呈现相反表达模式。oxWGBS显示：Slc28a3基因内含子区甲基化降低85%伴随表达上调；Ly9启动子区甲基化增加70倍伴随表达抑制，证实DNA甲基化是DR调控ISC功能的关键机制。

这项研究具有三重重要意义：首先，首次证明晚年营养干预可逆转老年ISC功能衰退，突破性地将DR的"时间窗"延伸至衰老晚期；其次，发现Slc28a3等38个新型ISC调控基因，为肠道衰老提供全新分子靶点；最后，建立DNA甲基化与ISC功能衰退的因果关系，为表观遗传干预提供理论支撑。

研究也存在若干局限：oxWGBS测序深度不足难以精确定位单个CG位点；未验证关键基因的生物学功能；DR可能通过mTOR等多通路协同作用。未来研究可通过单细胞测序、基因编辑等技术深入解析甲基化调控网络，并探索DR模拟剂的应用潜力。这项成果为开发抗肠道衰老的精准营养策略奠定基础，对延长健康寿命具有重要转化价值。