《International Journal of Molecular Sciences》：A Defined Synbiotic Produces Immunomodulatory Metabolites, Engages Gut–Immune Pathways Relevant to Inflammaging, and Supports Healthy Aging in a Nematode Model
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与衰老相关的慢性低度炎症，即炎性衰老（inflammaging），是导致年龄相关生活质量下降的核心支柱之一。炎性衰老部分由肠道、免疫系统及微生物组功能受损所介导，因此已有假说提出可利用益生菌（probiotics）促进健康衰老。SBD121是一种明确界定的合生
与衰老相关的慢性低度炎症，即炎性衰老（inflammaging），是导致年龄相关生活质量下降的核心支柱之一。炎性衰老部分由肠道、免疫系统及微生物组功能受损所介导，因此已有假说提出可利用益生菌（probiotics）促进健康衰老。SBD121是一种明确界定的合生元（synbiotic），含有来源于食物的微生物菌株和益生元纤维（prebiotic fibers）；既往研究已显示其可改善雄性大鼠握力，而握力是健康寿命（healthspan）的重要指标，目前该制剂正在一项纳入143例新诊断类风湿关节炎患者的临床试验中接受评估（NCT06005220）。然而，其潜在获益背后的机制尚未明确。研究人员在此考察了SBD121在与炎性衰老相关的微生物、细胞及动物模型中的作用。SBD121可抑制潜在微生物病原体的生长，在体外（in vitro）产生免疫调节代谢物，并在人肠道细胞中于基础状态及挑战条件下均改善屏障功能，同时在炎症挑战后降低炎性趋化因子分泌。SBD121还可在人肠道细胞和免疫细胞经脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）刺激后，降低多种趋化因子的分泌。最后，SBD121在秀丽隐杆线虫（C. elegans）长寿模型中提高了生存率和运动活性，提供了其有益于寿命（lifespan）和健康寿命（healthspan）的证据。综上，这些数据表明SBD121具有有益的微生物、上皮、免疫及长寿相关效应，并支持将SBD121作为健康衰老候选干预措施开展进一步研究。
该文发表于《International Journal of Molecular Sciences》，围绕“炎性衰老（inflammaging）”这一衰老生物学核心问题，系统评估了一种明确界定的合生元SBD121在微生物生态、肠上皮屏障、免疫调控及整体寿命表型层面的作用。当前全球老龄化进程加快，心血管疾病、2型糖尿病、肌少症和虚弱等年龄相关慢性疾病负担持续上升，而其共同病理基础之一即为慢性低度炎症。已有研究指出，炎性衰老并非单一器官事件，而是由细胞衰老、免疫衰老、肠道屏障破坏以及肠道菌群失衡共同驱动的网络性过程。尤其在肠道层面，屏障通透性增高可导致微生物成分移位，继而激活局部及系统性免疫反应，形成持续性炎症放大环路。尽管益生菌和益生元被认为具有打断这一肠道–免疫恶性循环的潜力，但具体到特定合生元配方，其是否能够同时作用于病原抑制、代谢物生成、屏障稳态和免疫偏倚等多个层面，仍缺乏机制性证据。因此，研究人员开展本研究，以阐明SBD121是否能够调节与炎性衰老及健康衰老相关的关键通路。
SBD121由4株来源于水果和蔬菜的菌株组成，包括短乳杆菌Levilactobacillus brevis SBS04254、解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens SBS04877、哈尔滨乳杆菌Schleiferilactobacillus harbinensis SBS04913、乳酸乳球菌Lactococcus lactis SBS04916，并联合益生元纤维。研究结果显示，该合生元不仅具备抑制潜在病原微生物生长的能力，还可产生γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid, GABA）、5-羟色胺、吲哚衍生物、酚类抗氧化物和乙酸等肠道相关活性代谢物；同时其可增强肠上皮屏障功能，在炎症或病原挑战条件下减轻屏障损伤，并抑制肠上皮细胞和外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclear cells, PBMCs）的多种趋化因子分泌。进一步地，SBD121在免疫层面表现出依赖情境和剂量的调节作用，在炎症挑战下与降低Th17相关反应、相对保留或增强Th1相关反应相一致，并降低免疫衰老相关标志物p21（CDKN1A）表达。最终，在线虫衰老模型中，SBD121提高了生存率和老年期运动活性，提示其同时有利于寿命和健康寿命。总体而言，论文表明SBD121通过多层次协同机制干预炎性衰老相关通路，具有作为健康衰老候选干预策略的潜力。
本研究主要采用以下关键技术方法：研究人员首先以SBD121整体配方及各单菌株制备条件培养上清，开展病原抑制实验与代谢物表型分析，包括酶联免疫吸附测定（ELISA）、Salkowski法、比色法及气相色谱法检测GABA、5-羟色胺、吲哚衍生物、酚类抗氧化物、乙酸和L-乳酸。随后利用Caco-2/HT29肠上皮模型，通过跨上皮电阻（transepithelial electrical resistance, TEER）评估屏障功能，并在TNF-α或大肠杆菌挑战下检测趋化因子分泌。免疫实验采用7名健康供体来源PBMCs（女性3名、男性4名），以LPS预刺激后联合SBD121处理，使用ELISA和定量逆转录聚合酶链反应（quantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction, qRT-PCR）分析细胞因子及衰老标志基因表达。最后在秀丽隐杆线虫（C. elegans）N2模型中评估寿命和运动活性。
在结果部分，论文按多个小标题展开，逻辑清晰地建立了SBD121的多层面效应证据。
2.1. SBD121 and Its Constituent Microbes Exhibit Anti-Pathogen Phenotypes and Produce Gut-Relevant Metabolites
研究人员首先考察SBD121及其组成菌株是否具有抗病原和代谢产物生成能力。结果显示，SBD121整体以及其中的B. amyloliquefaciens SBS04877对肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）、大肠杆菌（Escherichia coli）和具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）表现出显著抑制作用；对卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）、白色念珠菌（Candida albicans）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）等亦呈现抑制趋势。值得注意的是，SBD121对Segatella copri的抑制强于单菌株，提示组合配方存在超出单菌简单叠加的“涌现性质”。在代谢物层面，SBD121可显著产生GABA、5-羟色胺、吲哚衍生物、酚类抗氧化物及乙酸，而单菌株仅在个别代谢物上表现突出，如B. amyloliquefaciens SBS04877主要产生吲哚衍生物，L. lactis SBS04916主要产生乙酸和L-乳酸。SBD121未显著产生L-乳酸，提示菌群内部可能存在交叉营养（cross-feeding）作用。由此可见，SBD121作为组合体系比各菌株单独存在时更能生成与肠道和免疫稳态相关的活性分子。
2.2. SBD121 Enhances Intestinal Barrier Integrity While Reducing Human Intestinal Cell-Mediated Inflammatory Responses
在肠上皮功能方面，研究人员利用极化的肠上皮细胞单层检测TEER变化。结果表明，SBD121在多个作用剂量下均能提高TEER，说明其可增强肠屏障完整性。以大肠杆菌造成屏障损伤后，SBD121仍可显著恢复TEER至未受挑战水平，提示其不仅能够维持屏障稳态，还可在病原干扰背景下修复屏障功能。进一步在未极化HT29细胞中检测炎性趋化因子分泌，结果显示，在无炎症刺激时，SBD121可剂量依赖性升高IL-8和CXCL1分泌；但在TNF-α炎症挑战存在时，SBD121反而降低这两种趋化因子的分泌。该结果说明，SBD121并非单纯抑制免疫反应，而是以情境依赖方式调节上皮免疫信号：在基础条件下维持一定免疫警戒，在炎症过度激活时抑制趋化信号放大。
2.3. SBD121 Limits Immune Cell Recruitment Signals from PBMCs During Inflammatory Challenge
针对免疫细胞层面，研究人员采用健康供体PBMCs，考察SBD121对免疫细胞募集信号的影响。结果显示，在无挑战条件下，低剂量SBD121可升高CXCL1、CCL2和CCL20分泌，但在较高剂量时趋于恢复至对照水平。相反，在LPS炎症挑战条件下，SBD121显著降低CXCL1和CCL2分泌，并使CCL20呈下降趋势，女性供体中该效应更为显著。由于这些趋化因子参与中性粒细胞、单核/巨噬细胞及T细胞募集，相关结果提示SBD121可在炎症背景下限制免疫细胞持续浸润，从而可能削弱炎性衰老中的前馈式炎症循环。
2.4. SBD121 Modulates Th17- and Th1-Associated Cytokine Responses in Human Immune Cells
研究人员进一步分析SBD121对辅助性T细胞（T helper, Th）相关细胞因子的影响。与Th17相关的IL-6和IL-23在无挑战状态下呈现一定性别差异，但在LPS挑战后，男女供体反应趋于一致：低剂量SBD121可轻度升高相关分泌，而随着剂量增加，IL-6和IL-23呈浓度依赖性下降。相对地，Th1相关细胞因子干扰素-γ（interferon-gamma, IFN-γ）在基础状态下受SBD121诱导，在炎症挑战时则表现为随剂量增加而升高。补充结果中IL-12与GM-CSF的变化方向分别支持Th1增强和Th17减弱的判断。此外，TNF-α和IL-1β在多种条件下升高，而IL-10与IL-1RA则在低剂量诱导后随剂量升高而下降。综合来看，SBD121并未造成广泛免疫抑制，而是表现出依赖环境与剂量的免疫重塑特征，在炎症背景下呈现由Th17偏向向Th1偏向调整的趋势，这与缓解炎性衰老和免疫衰老具有相关性。
2.5. SBD121 Reduces Expression of a Senescence Marker in Human Immune Cells During Inflammatory Challenge
为进一步连接免疫调控与细胞衰老表型，研究人员检测了衰老标志基因p21（CDKN1A）和p16（CDKN2A）的表达。结果显示，在无挑战条件下，低剂量SBD121可诱导p21表达，而随着剂量增加，p21回落至对照水平；在LPS挑战条件下，SBD121总体降低p21表达，女性供体中在全部测试浓度下均呈显著下降，男性供体则显示相似趋势。相比之下，p16未见显著变化。由于p21常与急性应激诱导的细胞衰老相关，而p16更多与长期稳定衰老状态相关，这些结果提示SBD121更可能在急性炎症背景下减轻免疫衰老相关的早期应激表型。
2.6. SBD121 Increases Lifespan and Healthspan in a Nematode Model of Aging
在整体生物学效应层面，研究人员使用C. elegans N2衰老模型，将SBD121与白藜芦醇阳性对照及OP50阴性对照比较。结果表明，SBD121自第8天后在各观察时间点均提高线虫存活率，其效果与白藜芦醇相近。更重要的是，在第16天的运动活性评估中，SBD121显著优于白藜芦醇和OP50对照，说明该合生元不仅延长寿命，而且更明显改善健康寿命指标。该发现与先前大鼠握力改善结果相呼应，为SBD121的跨模型健康衰老效应提供了支持。
讨论部分指出，本研究的关键贡献在于证明SBD121并非简单集合四株益生菌和益生元纤维，而是形成了具备“组合涌现效应”的明确界定合生元系统。其作用并非局限于单一层面，而是由抗病原活性、神经活性/免疫调节代谢物生成、上皮屏障增强、炎症条件下趋化信号下降、Th17/Th1免疫平衡调节以及免疫衰老标志物降低等多种效应共同构成。研究还强调，这种调节更符合“情境依赖性免疫调控”，而非非选择性免疫抑制。对于炎性衰老而言，若能够同时减少肠漏、限制促炎微生物、减轻异常免疫募集并优化T细胞极化方向，则有望打断持续性慢性炎症的恶性回路。论文亦审慎指出局限性，包括肠上皮模型为永生化细胞系、PBMC供体年龄较轻且样本量较小、线虫模型难以完全反映哺乳动物适应性免疫等，因此仍需在老龄哺乳动物模型中进一步验证。
研究结论部分可译为：
总之，SBD121表现出互补性的抗微生物、代谢、上皮及免疫调节活性，这些活性可能共同汇聚于调节与炎性衰老相关的炎症通路并支持健康衰老。重要的是，SBD121降低了炎性趋化因子信号及与免疫衰老相关的标志物，而未显示出广泛免疫抑制的证据；相反，其结果提示一种情境依赖性的免疫调节模式，包括降低Th17相关反应以及保留或增强Th1相关反应。结合其对寿命和健康寿命的改善，这些数据为未来在哺乳动物衰老模型中开展研究提供了机制学依据，而此类研究将是判断这些效应能否转化为衰老期健康获益所必需的。
