近年来,越来越多的研究证明,肠道微生物的变化与宿主的衰老过程有关,然而研究大多局限于群体研究和宏基因组分析,对单一微生物的基因功能及分子机制的探索还比较缺乏。来自贝勒医学院的华人科学家王萌教授带领团队以秀丽隐杆线虫为模型,对其体内将近4000种存在不同突变的大肠杆菌进行了筛选,找到了几十个能够延长寿命、延缓肿瘤发展和β-淀粉样蛋白积聚的基因!而且还发现了一个可以“续命”的化合物——荚膜异多糖酸(colanicacid,CA)!“制造”益生菌帮助我们延长寿命。
王萌教授在这样的背景下来看,这个研究的意义无疑是非常重大的。她将肠道微生物—基因—衰老—年龄相关的疾病串联在了一起,而且鉴定出了特定的发挥作用的化合物,为研究的实际应用提供了新的思路,可以说是“开启了肠道微生物抵御衰老、延年益寿的大门”。
不但如此,在发现CA的同时,他们还揭示出了CA是通过线粒体来延缓衰老的。线粒体作为细胞中的“能量工厂”,与衰老之间的关系已经有一些发现了。但是这个研究是首次证明肠道微生物竟然还可以通过代谢物与线粒体“沟通”。看来肠道微生物不仅能和远端的器官沟通,连细胞器都可以,可真的算是“无孔不入”了!
线粒体为什么研究中使用的偏偏是大肠杆菌呢?因为秀丽隐杆线虫以大肠杆菌等细菌为食,在实验室培养时,通常会在培养基上养出大肠杆菌菌落,再让线虫的幼虫在其中生活。这样大肠杆菌就会在线虫幼虫肠腔内定殖,随着线虫长大,组成线虫的肠道菌群。
在这次的研究中,为了全面的、深入的了解大肠杆菌基因层面对寿命的影响,研究人员建立了一个大肠杆菌单基因敲除库,其中共包括3983种单基因突变菌株。他们单独将每一种菌株喂给线虫,观察它们的寿命,经过试验,研究人员发现有29种突变菌可以将线虫的寿命延长10%以上,其中效果最为显著的当属hns突变,这组线虫的寿命延长了40%之多!
总而言之,这项研究虽然只是在线虫体内进行,但是对于帮助研究人员更好地理解肠道微生物和衰老的关系来说至关重要,况且还鉴定出了关键的分子化合物,对于应用领域一定也有不小的启发,让我们看到了“延年益寿”的希望所在。
这一发现似乎在告诉我们,肠道微生物用自己的代谢物给线粒体“加油”,维持了能量工厂的“正常运转”,这样线粒体才能不知疲倦地为细胞活动提供能量,保持细胞的“青春”。
CA和突变菌对线虫寿命的调控示意图
“肠道益生菌与衰老”的研究,让我们看到了“延年益寿”的希望所在,那么如何挑选增加肠道益生菌的食物呢?
据了解,作为柳州市农业产业化重点龙头企业的广西回原农牧科技有限公司的猪和鸡,吃的是采用有机草木本拌入8种有益菌种的生态有机发酵粗料,发酵饲料含有益生菌,回原蘑力多猪、鸡长期食用发酵饲料。
试问一下:人类长期食用这样以含有益生菌喂养的回原猪、鸡,寿命难道不会延长吗?