Nature新闻:吃年轻鱼的便便,让老年鱼更长寿!
2017/04/06
近日,科学家首次发现了肠道菌群对衰老的影响!来自德国马普研究所的研究人员将年轻鱼的粪便移植到老年鱼中,发现老年鱼的寿命延长,活动水平更趋于年轻态。该研究结果于3月27日发布在bioRxiv.org预印网站上。


在诸多长寿之法中这可能是最令人倒胃口的一种——近日,科学家首次发现,老年鱼在消化来自年轻鱼便便中的微生物后,它们的寿命延长了!该研究结果于3月27日发布在bioRxiv.org预印网站上,由德国马普研究所的遗传学家达Dario Valenzano及其同事发表。

2014年,斯坦福大学神经学家Tony Wyss-Coray在年老小鼠和年轻小鼠之间建立了血液循环系统,发现反复输入年轻血浆能够使得老年小鼠的大脑变得年轻。这迅速引起一些生物公司的兴趣,试图在血液中找到青春之泉。而在这项新研究中,科学家们将目光从血液转移到了肠道微生物,研究人员首次观察了移植肠道微生物对寿命的影响。

“这篇文章令人震惊,它做得相当好。”加利福尼亚州巴克衰老研究所的发育生物学家和遗传学家Heinrich Jasper表示,他预计科学家们将在其他动物中测试这种菌群移植是否能够延长寿命。

鳉鱼(Killifishes),是地球上寿命最短的脊椎动物之一。这种鱼在三周内达到性成熟,几个月内死亡,是科学家们研究衰老的绝佳模型。以前的研究暗示了某些动物中微生物与衰老之间的联系。随着年龄的增长,人类和小鼠往往会丧失一些微生物多样性,发展成更加均一的肠道微生物群落,使得衰老个体中那些曾经罕见的、致病菌种上升到主导地位。

Valenzano说,同样的模式在鳉鱼中也适用,它们的肠道微生物在年轻时几乎与小鼠和人类一样多样化。 “事实上你可以根据鱼的肠道微生物群落来判断它们的年纪。”

吃点粪便让鱼变年轻

为了检验微生物组的变化是否在衰老中发挥作用,Valenzano的团队将6周大的鳉鱼的肠道微生物移植到了中年的9.5周大的鳉鱼中。他们首先用抗生素处理中年鱼,清除肠道菌群,然后将其放入含有年轻鱼消化道内容物的无菌水族箱中12小时。 Valenzano指出,鳉鱼通常不会吃屎,但是它们会好奇地咬这些消化道内容物,看它是否是食物,在这个过程中,鳉鱼摄入了微生物。

研究小组发现,移植的微生物成功地定居在这些鱼的肠道中。在16周大时,接受“年轻微生物”的中年鱼的肠道微生物仍然类似于6周大的鱼。

移植“年轻”微生物对这些鱼的寿命也有显著的影响:它们的平均寿命比接受“中年”微生物的鱼长41%,比未接受移植的鱼长37%。(单独使用抗生素在较小的程度上延长了寿命)。

此外,在16周大时,与其他老龄鱼相比,接受“年轻”肠道微生物的老龄鱼在水池中游动地更加频繁,它们的活动水平更像是6周大的鱼。不过,来自老年鱼的肠道微生物对年轻鱼的寿命没有影响,Valenzano和他的团队表示。

 

移植“年轻粪便“的老年鱼寿命延长,运动能力提升。  图片来源:参考文献

肠道菌群与免疫系统相互作用

Valenzano说,微生物如何影响寿命还十分模糊。一种可能性是免疫系统随着年龄的增长而衰退,从而使有害微生物超过有益菌。而微生物移植可能会重置一条中年鱼的微生物群。 Valenzano补充说,更年轻的微生物组成也可能以某种方式影响免疫系统本身,从而延长寿命。

“所有这些实验的挑战是分析这背后的机制。” Jasper说。 “我估计会很复杂。”他的实验室正考虑在不同年龄的果蝇间进行微生物群落互换,以观察对生命周期的影响。

Robert Beiko是加拿大达尔豪西大学的生物信息学家,他专注研究微生物群落,希望获得研究资金以观察微生物群落互换是否也会影响小鼠的衰老。他还想知道,一个个体自身的微生物组织如果在生命早期进行采样和保存,那么在之后重新植入是否可以延长其寿命。

在人类中,粪便移植可以帮助治疗一些反复发作的感染,但Valenzano表示现在考虑使用粪便移植延长使用寿命还为时过早。 “我不会走那么远。这项研究是个初期证据,表明粪便移植对寿命有潜在的积极作用。”

延伸阅读:

焦虑抑郁?“粪便移植”或可改善!

2017年3月,一项发表于Science Translational Medicine上的研究发现,在肠易激综合征(IBS)患者中,肠道菌群不仅可以影响他们的肠道功能,还能影响他们的情绪和行为,这项研究可能为基于微生物的IBS及情绪治疗指导新的方向。

人类的“第二基因组”——肠道微生物2016年主要研究盘点

被誉为人类的"第二基因组"的肠道菌群,近年来已经成为最火爆的研究领域之一。定居于宿主体内的肠道菌群数量庞大、种类繁多。它们参与着机体许多重要的生理功能,调控免疫系统、新陈代谢甚至是大脑。本文主要从以上三个方面盘点了2016年重要的肠道微生物相关研究。

参考资料:

Regulation of Life Span by the Gut Microbiota in The Short-Lived African Turquoise Killifish

‘Young poo’ makes aged fish live longer

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  • Regulation of Life Span by the Gut Microbiota in The Short-Lived African Turquoise Killifish

    Gut bacteria occupy the interface between the organism and the external environment, contributing to homeostasis and disease. Yet, the causal role of the gut microbiota during host aging is largely unexplored. Here, using the African turquoise killifish (Nothobranchius furzeri), a naturally short-lived vertebrate, we show that the gut microbiota plays a key role in modulating vertebrate life span. Recolonizing the gut of middle-age individuals with bacteria from young donors resulted in life span extension and delayed behavioral decline. This intervention prevented the decrease in microbial diversity associated with host aging and maintained a young-like gut bacterial community, characterized by overrepresentation of the key genera Exiguobacterium, Planococcus, Propionigenium and Psychrobacter. Our findings demonstrate that the natural microbial gut community of young individuals can causally induce long-lasting beneficial systemic effects that lead to life span extension in a vertebrate model.

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