二甲雙胍能「延長壽命」的秘訣，找到了！

公開日: 2019-09-09

二甲雙胍是使用最廣泛的 2 型糖尿病治療藥物，但也已被證明可延長多種生物體的壽命，然而，該葯發揮抗衰老作用的背後機制仍不明確。

圖片來源：Cell
8 月 29 日，發表在 Cell 上的一篇論文中，由英國和德國科學家組成的研究團隊發現，二甲雙胍能否用於延長壽命與腸道細菌以及飲食密切相關。通過對線蟲模型以及人類的分析，作者們證實，飲食可通過作用於腸道細菌改變二甲雙胍的療效。在線蟲中的研究眾所周知，生活在我們胃腸道的細菌能夠產生影響健康和疾病的多種分子，其功能受飲食和藥物的調節。不過，弄清飲食、藥物和腸道細菌之間複雜、多方位的關係是一個相當大的挑戰。為了突破這一難題，在這項研究中，來自英國 MRC 倫敦醫學科學研究所的 Filipe Cabreiro 及其團隊開發了一種創新的四向高通量篩選技術，以便更好地了解飲食、藥物和腸道細菌如何相互作用，從而影響宿主的生理機能。他們利用定植了大腸桿菌的秀麗隱桿線蟲作為簡化的宿主微生物群模型，並讓這些線蟲吸收數百種不同的營養化合物，同時暴露於二甲雙胍。研究結果顯示，二甲雙胍治療可改變線蟲的代謝和壽命，但這種效應可由特定的營養物質增強或抑製，至關重要的是，腸道細菌在這種現象中發揮了關鍵作用。

圖片來源：Cell「飲食和腸道細菌對二甲雙胍作用的重要性解釋了為什麼二甲雙胍之前被證明對另一種常見的研究模型——果蠅的壽命沒有影響。這是因為，果蠅典型的實驗食物富含糖分。在將飲食中的糖去除後，我們也觀察到二甲雙胍對定植了大腸桿菌的果蠅具有積極作用。」參與該研究的 Helena Cochemé 解釋道。

細菌 PTS-Crp 信號調節二甲雙胍對宿主代謝和壽命的作用PTS：磷酸轉移酶系統；Crp：一種轉錄調節因子圖片來源：Cell
進一步的分析表明，機體內的腸道細菌擁有一種複雜的機制（與磷酸轉移酶信號通路有關），使得它們能夠協調營養信號和二甲雙胍信號，並相應地調整自己的代謝。細菌積累的一種名為 agmatine 的代謝物被證明是二甲雙胍對宿主健康產生積極作用所必需的。

細菌 agmatine 調節宿主的新陳代謝和壽命圖片來源：Cell在人類中的研究基於這些發現，科學家們接著開始調查，在線蟲中獲得這些結果是否也能夠在擁有更複雜微生物的人類中觀察到。他們分析了一個大型隊列的 2 型糖尿病患者和健康對照者的微生物群、營養和藥物狀況。令人驚喜的是，研究發現，在人類中，二甲雙胍治療也與細菌 agmatine 生產能力的增加密切相關。更重要的是，科學家們在歐洲多個 2 型糖尿病患者獨立隊列中重複了這一發現。此外，研究還證實，主要生產 agmatine 的細菌是那些已知在二甲雙胍治療的 2 型糖尿病患者的腸道微生物中數量增加的細菌。

人類腸道微生物代謝模型揭示了二甲雙胍治療的 2 型糖尿病患者 agmatine 過量產生圖片來源：Cell
小結二甲雙胍是一種很有前途的抗衰老藥物。該研究闡明了飲食、微生物群和宿主之間複雜的相互作用網路是如何影響藥物療效的。這些發現有望用於指導膳食指南或開發基因工程菌，以用於增強二甲雙胍的有益作用，開發靶向微生物療法以改善宿主健康和壽命。今日話題對於二甲雙胍能延年益壽，你怎麼看？編輯 | 鶴兒
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相關論文：Rosina Pryor et al. Host-Microbe-Drug-Nutrient Screen Identifies Bacterial Effectors of Metformin Therapy. Cell(2019).參考資料：How diet and medication impact gut bacteria and human health