以前的研究已经表明了老化过程,脆弱可能与老年人的扰动的肠道微生物组有关。的确,肠道微生物可能是小鼠年龄相关性炎症的主要驱动因素,以及健康衰老的特定微生物特征之前在长寿个体中有报道。然而,针对肠道微生物是否能有效促进健康衰老仍是未知的。

一个新的研究, 由...领着孟王教授来自Huffington衰老和分子和人类遗传部的衰老中心贝勒医学院在休斯顿(美国),他发现肠道微生物的遗传变异可以调节宿主中常数代谢物的产生Caenorhabditis elegans.

为了探讨微生物组的遗传组成是否对于长寿可能是重要的,研究人员使用了NematodeC. Elegans.作为人类代谢的一个简单模型,因为它与人类在进化上的相似性和与微生物的可比关系。

研究单个细菌基因对寿命的影响C. Elegans.,研究人员首先设计了一个筛选平台,可以从整个集合中识别微生物的亲鸽子因素大肠杆菌非必需基因缺失突变,每一个缺失3983个基因中的一个。C. Elegans.被喂养了每个突变细菌,并注意到每个人对蠕虫寿命的影响。

在测试的3,983个细菌基因中,29个基因,当删除时,增加C. Elegans.寿命.除此之外,12种细菌突变体增加了蠕虫的存活时间,也显著延缓了与年龄相关的肿瘤生长和淀粉样蛋白的积累,淀粉样蛋白是人类阿尔茨海默病的特征

使用遗传和生物化学分析,科学家发现一些细菌突变体通过过度生产多糖colanic acid (CA)来延长寿命。,一种由许多肠杆菌分泌的胞外多糖,调节宿主的线粒体动态和折叠蛋白反应。另一方面,其他突变体通过调节一些已知的与衰老有关的蠕虫途径来延长寿命。许多芳香族代谢物的前体是伴音代谢相关基因的缺乏,这也解释了宿主寿命延长的原因大肠杆菌突变体和CA过量产生的加性效应。

随着直接研究Ca在促进宿主长寿方面的疗效的目的,纯化的Ca补充到野生型C. Elegans.纯化的CA补充延长了寿命C. Elegans.补充革兰氏阴性大肠杆菌BW25113和HT115,革兰氏阳性枯草芽孢杆菌.CA对野生型也有类似的作用黑腹果蝇(果蝇)。总共这些数据支持在进化的遥远主机上的CA保守的常数寿命效果。机械地,CA作用于宿主线粒体与之相关的老化过程-促进长寿通过诱导宿主肠道内的线粒体分裂(将一个细胞器分裂成两个或多个独立的结构),但对蛋白酶体的活性没有影响。

根据王博士的说法“这些发现也很有趣,从生物学的角度来看也有意义……线粒体似乎是从数百万年前进入原始细胞的细菌进化而来的。我们的发现表明,今天的细菌产品仍然可以协调我们细胞内线粒体之间的通信。”她继续说,“完全理解微生物-线粒体的交流可以帮助我们在更深层次上理解微生物和宿主之间的相互作用。”

总之,微生物遗传变异参与在一些宿主物种中调节寿命。关于细菌 - 线粒体相互作用的进一步研究可以为更健康的老化开辟新的目标。

参考:

韩志强,王志强,王志强,等。微生物的基因组成调节宿主的寿命细胞.2017年;169(7):1249-62。DOI:10.1016 / J.Cell.2017.05.036。