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《科学》子刊:颠覆认知!科学家发现健康老年个体的肠菌,竟能帮助年轻个体神经再生、抗衰老,年轻肠菌反而...

 辰光5122 2019-11-15

我觉得今天这个研究特别反常识,不是生活常识,就是科学常识。

咱们都知道肠道微生物这个东西它不是一成不变的,随着环境变化、宿主年龄增长,肠菌的组成也在不断改变。已知肠菌能从方方面面影响机体,那么想必生命不同阶段的肠菌带来的健康影响也应该不一样。(→肠道微生物如此神奇,快来《医学趋势50讲》了解一下

鉴于之前好些研究发现,衰老个体的肠菌存在促衰老表型,那可以认为年轻个体的肠菌应该比衰老个体的肠菌更健康?

肠菌:我就不。

跟据今天发表在《科学转化医学》杂志上的一篇论文,新加坡南洋理工大学的科学家团队发现,来自衰老个体的肠菌反而可能是更有益健康的[1]!接受了衰老个体肠菌的年轻无菌小鼠,海马神经元再生更多了、肠道表面积增加了、肝脏代谢变好了,连抗衰老的信号通路都激活了~但是年轻个体的肠菌就完全没这个效果。

怎么着,你们肠菌界也讲究陈年老窖啊??

《科学》子刊:颠覆认知!科学家发现健康老年个体的肠菌,竟能帮助年轻个体神经再生、抗衰老,年轻肠菌反而没用 | 科学大发现

图源 | pixabay

一说起肠菌,我这就有点激动。

了解肠道微生物那么多,现在我已经很难单纯地把肠菌看做一群普普通通的菌了,它简直就和现在敲着键盘的手指头一样是我身体不可或缺的一部分。

在一些科学研究中,科学家们也提到,在机体逐渐衰老过程中,肠菌也与宿主共同变化,二者实际上已经形成了一种共生功能体(holobiont)[2],就跟豆科植物和固氮菌一样。

这个共生不是最重要的,重要的是功能。

在一些非哺乳动物,比如线虫、斑马鱼和果蝇中的实验已经发现,宿主老化过程中肠道菌也有出力[3],在衰老宿主体内,肠道菌的迁移能够促进一些典型的衰老表型,例如减少肠上皮屏障完整性和促进全身性炎症[4]。

《科学》子刊:颠覆认知!科学家发现健康老年个体的肠菌,竟能帮助年轻个体神经再生、抗衰老,年轻肠菌反而没用 | 科学大发现

图源 | pixabay

但是这个事儿也不是那么的板上钉钉。

2016年,曾有科学家调查了一批百岁老人的肠道菌,发现他们的肠菌异于常人,咳,就是健康的菌特别多[5]。显然他们的肠菌就没有随大流。

所以到底咋回事儿呢?遇事不决,量子力学搞搞科学(哈哈哈又有新课题了

想搞清楚肠菌对宿主健康的影响,研究者们决定直接把肠菌移植给无菌小鼠看效果。实验组呢,肠菌来自24个月大的老年小鼠,别看年纪大,它们都很健康;作为对照,另外一组肠菌则取自5-6周大的年轻小鼠。

为了保障肠菌老老实实在新家定居,除了灌胃之外,研究者还把无菌小鼠和供菌小鼠放在一块混养了一段时间,然后再单独培育,以排除饮食、环境等外界因素的干扰。

从表面来看,两组小鼠好像没啥差别,越长越大、吃得更多,血糖血脂水平基本一样,精神状态也差不多。但是呀,实际差别可大了~

《科学》子刊:颠覆认知!科学家发现健康老年个体的肠菌,竟能帮助年轻个体神经再生、抗衰老,年轻肠菌反而没用 | 科学大发现

我就真的很想问摄影师拍这个到底想表达个啥

图源 | pixabay

这两年流行一个新科学概念叫肠脑轴肠道菌的异变和很多年龄相关的神经变性疾病有关,所以研究者们第一个想到的就是检查一下小鼠的大脑,更具体一点儿,检查海马齿状回的神经发生。

令人意外的是,老年菌移植组竟然有更多的新神经元!

移植后第八周,研究者发现老年菌移植组小鼠齿状回中拥有更多的新生神经元,而且到了第十六周差异更加明显。同时,这些小鼠脑内的细胞干性标志物,例如Sox9和CD133的表达也比年轻菌移植组要更高

不过呢,两组小鼠之间小胶质细胞的数量和形态都没什么差异,各种促炎/抗炎细胞因子的水平也相当。

《科学》子刊:颠覆认知!科学家发现健康老年个体的肠菌,竟能帮助年轻个体神经再生、抗衰老,年轻肠菌反而没用 | 科学大发现

老年菌移植组神经元发生增加

研究者猜测这与脑源性神经营养因子(BDNF)有关,果然也在老年菌移植小鼠脑内发现了更高水平的BDNF,以及其他一些有助神经发生的代谢物

在正常状态下,肠道上皮细胞的更新是很快的,所以研究者在神经元之后又检测了小鼠的肠道。

从形态上看,老年菌移植组小鼠的小肠绒毛长度和宽度都增加了,而且小肠和结肠的总长度也更长,可见肠道表面积更大;此外,它们的肠隐窝更深、产生粘液的杯状细胞也更多。

鉴于此前有研究发现,来自衰老个体的不良肠菌会破坏肠道屏障[4],所以研究者们也专门检查了小鼠的肠道健康状况。你应该猜到了,就,么得问题。

《科学》子刊:颠覆认知!科学家发现健康老年个体的肠菌,竟能帮助年轻个体神经再生、抗衰老,年轻肠菌反而没用 | 科学大发现

两组小鼠的肠绒毛形态差异

随后研究者检查了小鼠的肝脏,为的是搞清楚代谢的变化。

简单来说,老年菌移植组小鼠肝脏的甘油三酯生物合成显著下降,与热量感应有关的AMPK、SIRT1通路激活,mTOR通路则降低。有没有感觉很眼熟,这三个是超超超有名的长寿通路

看完这些结果,感觉陈酿肠菌没毛病啊,好得很啊?来来来,分析一波。

当分析过两组小鼠的肠菌组成,研究者发现老年菌移植组中厚壁菌和毛螺杆菌等产丁酸菌特别多,它们粪便里丁酸的含量也更高

这就能解释得通上面的诸多现象了。丁酸本身是结肠细胞的主要营养来源,有助于保持肠上皮屏障的完整性[6],它也能调节海马内BDNF的表达[7]。另外呢,丁酸可以通过激活FGF21[8]来激活AMPK通路、抑制脂肪生成和甘油三酯积累[9]。

研究者直接给小鼠补充丁酸盐,也能够起到类似的健康效果

有意思的是,陈酿肠菌是不是真能起效,还得看受菌的鼠。当研究者把接受粪菌移植的小鼠换成老年无菌小鼠,移植什么菌就不太重要了,反正没差

这个研究局限也比较明显,实验中没有记录肠菌的动态变化,受体是无菌小鼠可能也会带来一些肠菌定植的问题。

总之我还是有点想不通到底这是怎么一回事儿,你们觉得呢?

其实呀,我觉得我们的对肠道微生物的了解还是太少太片面了。你是你自己还是肠道菌的宇宙飞船?肠道菌都在哪些领域影响人生?它目前有哪些靠谱的医学应用?解答你的好奇心,欢迎了解《医学趋势50讲》

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