琥珀酸通过SUCNR1受体调控衰老小鼠口腔菌群失调与炎症的机制研究

【字体: 时间:2025年06月11日 来源:International Journal of Oral Science 10.8

编辑推荐:

  本研究针对衰老过程中琥珀酸(Succinate)及其受体SUCNR1在口腔健康中的作用展开深入探索。研究人员通过比较野生型(WT)与SUCNR1基因敲除(KO)衰老小鼠模型,首次揭示琥珀酸水平升高通过SUCNR1信号通路加剧口腔菌群失调、炎症反应及牙槽骨流失的分子机制。研究发现KO小鼠表现出更年轻的微生物组功能特征和显著减轻的骨吸收表型,为靶向琥珀酸-SUCNR1轴治疗衰老相关口腔疾病提供了新策略。该成果发表于《International Journal of Oral Science》,为理解代谢物-微生物组-宿主互作在衰老中的作用提供了重要证据。

  

衰老与口腔健康的隐秘对话:琥珀酸如何改写衰老剧本?
随着全球老龄化加剧,衰老相关口腔疾病已成为影响老年人生活质量的重要隐患。传统观点认为,衰老是细胞损伤累积的必然结果,但最新研究揭示,一种名为琥珀酸(Succinate)的代谢小分子可能是连接衰老"七大支柱"与"十二大标志"的隐藏主角。这种三羧酸循环(TCA cycle)的中间产物,在衰老过程中异常积累,不仅参与线粒体能量代谢,更作为信号分子通过其受体SUCNR1激活炎症风暴。更引人深思的是,口腔作为人体第二大微生物库,其菌群结构会随年龄增长发生显著变化——年轻时的共生平衡被打破,致病菌如变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)比例升高,这些"坏分子"恰是琥珀酸的主要生产者。这种代谢物-微生物组的恶性循环,是否就是加速口腔衰老的隐形推手?

为解答这一科学谜题,纽约大学的研究团队设计了一项精巧的实验。他们比较了3月龄(年轻)和24月龄(衰老)的野生型(WT)与SUCNR1基因敲除(KO)小鼠,通过多组学联用技术揭开了琥珀酸-SUCNR1轴在衰老中的双重角色。研究发现,衰老WT小鼠表现出典型的牙槽骨流失,其骨矿物质密度(BMD)和骨体积(BV/TV)显著降低,同时血清和唾液中琥珀酸水平异常升高。令人惊讶的是,缺乏SUCNR1受体的KO小鼠虽同样经历自然衰老,却保持了更年轻的骨表型和更平衡的炎症状态。这提示琥珀酸并非简单的代谢废物,而是通过SUCNR1受体主动参与衰老调控的"信号兵"。

技术方法精要
研究采用24月龄C57BL/6J衰老小鼠模型,通过显微CT定量分析牙槽骨三维结构参数(BMD、BV/TV等)。利用MSD多因子检测技术测定血清炎症因子(TNF-α、IL-6等),结合比色法检测琥珀酸水平。口腔菌群采用宏基因组测序(Illumina NextSeq 1000平台),经KneadData流程质控后,使用MetaPhlAn4和HUMAnn3进行物种与功能注释。统计学分析采用PERMANOVA评估β多样性差异,MaAsLin2鉴定差异功能通路。

研究结果解析
衰老相关牙槽骨流失伴随口腔菌群改变和琥珀酸水平升高
显微CT显示衰老WT小鼠牙槽骨出现显著吸收,BMD降低15%(P
<0.05),同时唾液琥珀酸浓度翻倍。菌群网络分析揭示年轻小鼠口腔微生物组成高度保守,而衰老个体呈现菌株特异性增殖,尤其是葡萄球菌属(Staphylococcus
)的生态位扩张。

SUCNR1缺失改变衰老相关口腔菌群结构
α多样性分析显示KO衰老小鼠物种丰富度增幅较WT组降低23%。β多样性加权UniFrac分析表明,WT与KO年轻小鼠菌群相似,但衰老后显著分化(P
=0.003)。LEfSe分析鉴定出WT衰老组特异性富集的潜在致病菌如Staphylococcus xylosus
,而KO组保留了更多年轻态菌株如Staphylococcus danieliae

功能潜能分析揭示代谢重编程
基因家族水平上,WT衰老组显示糖酵解和tRNA充电通路活性降低,而KO组保持稳定。值得注意的是,琥珀酸水平与L-苏氨酸合成超通路呈强负相关(r
=-0.63,P
=0.03),提示SUCNR1缺失可能通过维持氨基酸合成缓冲代谢压力。

SUCNR1缺失减轻衰老相关炎症
KO衰老小鼠血清促炎因子TNF-α和IL-6水平较WT组降低42%和38%(P
<0.01),同时抗炎因子IL-10出现代偿性升高。相关性网络显示WT组琥珀酸与KC/GRO(r
=0.59)和IL-6(r
=0.60)显著正相关,而KO组该关联消失。

结论与展望
这项研究首次系统阐释了琥珀酸-SUCNR1轴在口腔衰老中的枢纽作用:年龄相关的琥珀酸积累通过受体激活重塑微生物组生态,促使促炎菌株增殖并加速骨吸收。SUCNR1缺失通过维持"年轻化"的菌群代谢模式(如保持氨基酸合成通路活性),打破炎症-骨流失的恶性循环。从转化医学角度看,靶向抑制SUCNR1信号或调节特定菌株(如S. danieliae
)的琥珀酸代谢,可能成为干预老年牙周炎和种植体周围炎的新策略。该研究也为理解其他衰老相关疾病(如骨质疏松和肠道炎症)中代谢物-微生物组互作提供了范式参考。

未来研究可进一步探索:①口腔菌群来源的琥珀酸是否通过肠-骨轴影响全身衰老;②SUCNR1拮抗剂与益生菌联用的协同效应;③琥珀酸动态监测作为口腔衰老生物标志物的可行性。正如研究者所言:"我们发现的不仅是受体,更是一条连接代谢、微生物与衰老的黄金通路。"

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号