科學家研究顯示腸道細菌是健康衰老的關鍵

越來越多的近期研究提出了一個重要問題：腸道細菌是否是健康老齡化的關鍵？最近在倫敦微生物組會議上提出的新研究使我們更接近答案。

在古老的提索諾斯神話中，同名的主角要求眾神永遠活著，但忘記要求永恆的青春。

雖然他獲得了不朽，但是老年的疾病最終擊敗了Tithonus，他痛苦地對他的不朽感到遺憾。

雖然實現長壽是一個值得追求的目標，也是人類自古希臘時代以來一直懷有的野心，但提索諾斯的神話提醒我們，如果長期生活充滿疾病，那麼長壽命就沒什麼價值。

隨著人類預期壽命的增加，世界人口正以更高的速度老齡化。事實上，聯合國估計，老年人口 - 即60歲及以上人口 - 正以每年約3％的速度增長。

根據最新的估計，目前全球有60.62億人口，年齡在60歲以上。到2050年，這一數字預計將增加一倍以上，預計80歲及以上人口將增加兩倍。

一系列慢性疾病伴隨著衰老。據疾病控制和預防中心（CDC）稱，到2060年，美國的阿爾茨海默病患病負擔將增加一倍。

他們預測到那時將有近1400萬人患有阿爾茨海默氏症和其他形式的癡呆症，研究人員正努力嘗試預防這種和其他與年齡有關的疾病。

那麼，問題是「我們怎樣才能活得更久，生活更健康？」 正在慢慢取代「我們怎樣才能活得更久？」 隨著科學家開始尋求更長的健康狀態，越來越清楚的是，衰老不僅僅是一個簡單「發生」的不可避免的過程，而是有精確的分子機制來調節它。

Marina Ezcurra，博士 - 英國倫敦瑪麗女王大學生物與化學科學學院神經科學講師- 致力於理解這些機制。

她的研究重點是老年人及其相關疾病如何在一種名為秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）的蠕蟲中發生。最近，Ezcurra和她的團隊一直在研究胃腸道衰老以及微生物組在這一過程中的作用。

2018年10月24日，Ezcurra在英國倫敦微生物組會議上展示了她的研究成果。在這個Spotlight專題報導中，我們報告了她的演講中的主要內容。

使用"蟲蟲"來研究人類衰老

在她的演講題為「蟲蟲：研究宿主 - 微生物體相互作用的組合模型系統」中 - Ezcurra將秀麗隱桿線蟲作為研究衰老的可行模型。秀麗隱桿線蟲的壽命僅為2-3周，但隨著年齡的增長，它會產生幾種病症 - 就像人體一樣。

然而，就秀麗隱桿線蟲而言，所有的病症都歸結為一個：胃腸道衰老。

正如Ezcurra在她的演講中所解釋的那樣，科學家應用於秀麗隱桿線蟲的所有增加壽命的療法都是通過抑製腸道衰老來起作用的。

使用秀麗隱桿線蟲，研究人員可以檢查許多與年齡相關的過程，例如對壓力，生長，繁殖力和壽命的抵抗力。專家還使用秀麗隱桿線蟲作為幾種人類疾病的模型，如阿爾茨海默氏症。

Ezcurra引用現有的研究結果，看到C. elegans用大腸桿菌餵養。由於蠕蟲以細菌為食，研究人員創造了大約4,000種大腸桿菌突變株，每株都刪除了特定基因。然後，研究小組給這些菌株餵食秀麗隱桿線蟲並檢查其效果。

高級研究作者孟旺 - 他是德克薩斯州休斯頓貝勒醫學院分子與人類遺傳學副教授 - 報告了這一發現，他說：「我們給秀麗隱桿線蟲餵食了每個單獨的突變細菌，然後觀察了這些蠕蟲。 " 壽命。」

「在我們測試的近4,000個細菌基因中，29個，當被刪除時，增加了蠕蟲的壽命。這些細菌突變體中的12個也保護了蠕蟲免受腫瘤生長和澱粉樣蛋白β的積累，這是人類阿爾茨海默病的特徵。」

孟旺

此外，研究人員發現一種細菌突變體過量產生一種叫做莢膜異多糖酸的物質; 這種化合物通過刺激線粒體（即細胞的所謂動力室）的活動來延長壽命，所述線粒體負責將營養物質轉化為能量。

用糖尿病藥物抗衰老

在她的演講中，Ezcurra提到了成功研究秀麗隱桿線蟲的另一個例子，它展示了微生物組對衰老過程的影響。該研究涉及常見的糖尿病藥物二甲雙胍。

二甲雙胍目前是世界上使用最廣泛的糖尿病藥物。以前的研究發現，口服藥物不僅可以降低血糖水準，還可以降低患癌症的風險。

科學家發現這種藥物可以延緩老鼠和秀麗隱桿線蟲的衰老。二甲雙胍目前正在臨床試驗中作為針對衰老和衰老相關疾病的潛在治療方法進行測試。

正如研究人員在她的演講中所解釋的那樣，這意味著二甲雙胍可能會同時針對幾種與年齡相關的慢性病。二甲雙胍可能不僅可以針對糖尿病，還可以針對癌症和阿爾茨海默病的病症。

二甲雙胍效果的有趣之處在於它們通過細菌延緩衰老。Ezcurra引用的秀麗隱桿線蟲研究表明，二甲雙胍的長壽效應在沒有細菌的情況下不起作用。

Ezcurra解釋說，具體而言，二甲雙胍會影響葉酸細菌的代謝，從而引發連鎖反應，這種反應以已知調節衰老的分子途徑的激活而告終。

結合大腸桿菌和秀麗隱桿線蟲

Ezcurra自己的研究旨在結合兩種模式生物 - 大腸桿菌和秀麗隱桿線蟲 - 來研究細菌如何介導衰老過程。

以前的研究已經梳理了秀麗隱桿線蟲的微生物組，其他人已經用大腸桿菌 OP50 定殖了秀麗隱桿線蟲的腸道，並注意到了一些有趣的效果。細菌菌株對繁殖，免疫和機體對壓力的反應有積極作用。

因此，Ezcurra和她的同事們想知道OP50是否對老化過程有任何其他影響。在她的實驗室進行的實驗表明，在大腸桿菌 OP50 定植的蠕蟲中添加抗生素可以改善腸道衰老。消除細菌生長延遲了腸道萎縮，這種萎縮往往隨著秀麗隱桿線蟲的年齡而發生。

此外，研究人員還發現了兩種來自秀麗隱桿線蟲微生物組的細菌，可以減少腸道衰老。因此，研究發現，抗衰老效果也可以在不消除細菌生長的情況下實現，但通過恰恰相反：用特定的細菌菌株定殖腸道。

在Ezcurra實驗室進行的另一項實驗使用了先前建立的人類疾病模型，該模型使用秀麗隱桿線蟲重建與年齡相關的肌肉麻痹。研究人員分析了構成實驗性微生物組的14種不同細菌菌株的「混合物」的影響。

他們發現這種實驗雞尾酒強烈抑製了年齡引起的麻痹。此外，從實驗微生物組中提取的培養基具有相同的積極效果。

腸道細菌和人類衰老：下一步是什麼？

在未來，Ezcurra的團隊旨在研究它是否可以用人類細菌菌株定殖秀麗隱桿線蟲來研究對衰老和健康的影響。

該研究人員最近從Wellcome Trust獲得資金，使用簡單的人類微生物組 - 例如對健康有益的細菌和對健康產生負面影響的細菌 - 並研究它們對秀麗隱桿線蟲的影響。

利用實時成像技術，科學家們希望揭示支持宿主和微生物組之間相互作用的分子機制，以及它們對衰老過程的影響。

「我的研究的下一步，」Ezcurra告訴今日醫學新聞，「將使用秀麗隱桿線蟲提出有關微生物組在人類健康中作用的具體問題。」

「有很多很多研究表明微生物組與疾病之間存在聯繫，例如精神疾病，神經退行性疾病，肥胖症，糖尿病等，但我們不明白是什麼原因和[什麼是]效應。」

「真正需要弄清楚微生物組成與疾病之間的確切關係，」她接著說道。「哪種微生物菌株有助於健康和疾病，更重要的是，這些菌株如何促進健康？」

「很明顯，微生物組的多樣性對人類健康非常重要，」Ezcurra補充道。「許多因素促成了微生物組的多樣性，例如飲食和生活方式，隨著年齡的增長，我們通常會失去多樣性。」

「通過更好地了解營養，微生物組和健康之間的聯繫，我們可以了解老年人如何維持他們的微生物組，並通過使用前期和益生菌策略直接幫助他們。這將有助於我們以更好的方式老齡化，在沒有藥物或手術的情況下保持老年人的健康和生活品質。「