微生物在機體營養、生理學特性、代謝上扮演關鍵角色

　　近日，一項刊登在國際雜志Science Translational Medicine上的研究報告中，來自南洋理工大學等機構的科學家們通過研究發現，生活在腸道中的微生物或能改變機體的老化進程，這或有望幫助研究人員開發基于食物的新型療法來減緩機體的衰老。包括人類在內的所有生物都與其體內多種微生物互相共存，過去20年里，研究人員進行了大量研究發現，體內的微生物在機體營養、生理學特性、代謝和行為上都扮演著非常關鍵的角色。

圖片來源：P. Kundu et al., Science Translational Medicine (2019)

　　這項研究中，研究人員將老年小鼠（24個月大）機體的腸道微生物移植到年輕、無菌的小鼠（6周大）體內，8周后，研究者發現，幼鼠體內腸道生長發生了增加，且大腦中也產生了神經元（神經發生）；研究者認為，神經發生的增加或許是因為特殊腸道微生物的富集，這些微生物能夠產生特殊的丁酸。丁酸是下消化道中膳食纖維的微生物發酵所產生的，其能刺激名為FGF21的促長壽激素產生，FGF21在調節機體能量和代謝上扮演著非常關鍵的角色，隨著年齡增長，丁酸的產量會發生下降。

　　隨后研究者發現，將丁酸單獨給予無菌小鼠后也會使其產生像成年小鼠同樣的神經發生效應，研究者Pettersson教授說道，我們發現，收集自老年小鼠體內的微生物擁有支持其在幼年小鼠體內促進神經生長的能力，這是一項非常有意思的觀察性研究，尤其是我們能夠通過單獨使用丁酸來模擬神經刺激效應。相關研究結果或能幫助闡明丁酸是否能支持某些疾病患者體內的組織修復和重建，比如中風、脊髓損傷等，并能夠減緩機體的衰老和認知下降過程。

　　此外，研究人員還深入分析了將腸道微生物從老年小鼠移植到幼年小鼠機體后，對幼年小鼠消化系統功能的影響效應；隨著年齡增長，小腸細胞的活性會發生下降，而這與腸道粘液產量下降直接相關，粘液的產生會使得腸道細胞對損傷和細胞死亡變得更加敏感。然而，額外加入丁酸或能幫助調節機體腸道屏障的功能，并幫助降低炎癥的風險。研究者發現，接受來自成年供體小鼠機體微生物的小鼠會增加其小腸絨毛的長度和寬度，此外，相比幼年無菌小鼠而言，老年/成年小鼠機體中的小腸和結腸往往會更長一些。相關研究結果表明，腸道微生物或能通過積極刺激的方式來補償并支持機體的衰老。

　　研究者Pettersson表示，我們可以設想一下未來的研究，即檢測含有丁酸的食物來支持健康老齡化和成體神經發生的能力；本文研究結果或能幫助解答很多關于老化生物學和微生物組的相關問題，比如小鼠機體中是否存在對產生丁酸的微生物的主動獲取，是否極端衰老會導致這種基本微生物群落的喪失，而且這種喪失是否會引發生物失調及與年齡相關的功能失調等。

　　研究者指出，本文研究或能幫助我們理解機體衰老過程中微生物組和宿主之間的神秘關聯，同時也為開發微生物組相關的干預措施來促進機體健康老齡化提供新的思路和希望。本文研究基于研究人員早期的研究結果，此前研究人員通過研究闡明了來自健康小鼠機體腸道微生物的移植如何幫助恢復肌肉萎縮的無菌小鼠體內的肌肉生長和功能；后期研究人員還會通過更為深入的研究來利用腸道菌群開發有效的抗衰老策略或療法。