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腸道細菌可以預測—甚至改變你的年齡

人體的消化道內生存著數十億的細菌,甚至超過了人體本身的細胞數量。這些細菌可以調節你的飲食、免疫功能、神經系統、情緒、健康狀態等等。當然,腸道微生物還遠遠不止這些功能。近期,全球頂尖科研期刊《科學》發布了一個研究:腸道微生物是一個精確無比的生物鐘,可以真實反映出人類的年齡。科學家表示,依據這項研究,甚至可以利用微生物製劑減緩衰老、改變年齡。

位於美國馬裡蘭州的人工智慧創業公司——InSilico Medicine近期研究了來自全球的1165名健康人,並收集了他們共計3600多個腸道樣本。其中大約三分之一來自年輕人,三分之一來自中年人,剩下三分之一來自老年人。

接下來,科學家們使用「機器學習」來分析龐大的數據。首先,他們訓練了他們的電腦程式——一個深度學習演算法,鬆散地模擬了神經元在大腦中的工作原理。這個程式會分析90%的腸道樣本,其中包含95種不同種類的細菌,同時讀取本體的年齡。然後,這個演算法程式會預測剩餘10%的人群的年齡。結果顯示,預測的年齡值十分精準,誤差不超過4年。同時,在95種細菌中,39種是預測年齡時最重要的細菌。

隨著人們年齡的增長,一些微生物變得更加豐富,如霍氏真桿菌(Eubacterium hallii),是一種促進腸道新陳代謝的細菌。也有一些細菌種類減少,如擬桿菌(Bacteroides vulgatus),它與潰瘍性結腸炎有關。研究衰老的哈佛大學生物學家Vadim Gladyshev說認為,飲食、睡眠習慣和身體活動的變化可能會導致細菌種類的這些變化。

Insilico公司的研究員Zhavoronkov認為,這種「微生物老化時鐘」可以用來檢測人體腸道衰老速度,以及酒精、抗生素、益生菌或飲食等變化對壽命的影響。它還可用於比較健康人和患有某些疾病的人,如阿爾茨海默氏症(老年癡呆症),觀察他們的腸道微生物結構變化。

如果這個想法得到驗證,其他預測年齡的標誌物也會納入這個模型中,包括端粒的長度——這是在染色體末端隨著年齡增長不斷減小的物質。這些「生物老化時鐘」結合起來,可以更加準確地描繪出一個人真正的生理年齡和健康狀況。它還可以幫助研究人員更好地測試藥物、食品等外界因素,是否可以對衰老過程產生影響——換句話說,「衰老」這種疾病或許可以得到治療。

當然,開發這種時鐘的挑戰之一是,世界各地人們的腸道中的微生物結構存在巨大差異。將這類研究在不同人群之間進行比較非常重要,這樣可以確定不同人群中是否存在類似的衰老跡象。

最後,我們還沒有辦法明確,腸道微生物結構的變化——以及人類的老化,誰是因誰是果。但不論如何,人體老化是人體生理狀態的一個重要指標,每個人每一秒都在發生變化。


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