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Distinct Shifts in Microbiota Composition during Drosophila Aging Impair Intestinal Function and Drive Mortality

1.文章简介

文章题目 Distinct Shifts in Microbiota Composition during Drosophila Aging Impair Intestinal Function and Drive Mortality
中文题目
期刊名
作者
发表时间 2015.12
实验材料
测序平台
相关产品 Metagenomics-seq

我国民间有句俗语:“人老脚先老”,现在它还成了沐足行业的广告语。不过这个道理已经不仅仅是人们日常生活经验的总结,一篇最新Cell Reports的文章也对这个理论有是一个很好的体现:即衰老“肠”先老。

为什么有些人到80岁和80岁以上仍然保持健康,而其他人衰老得更快和提前几十年患严重疾病呢?由加州大学洛杉矶分校科学家领导的新研究可能产生一种新的回答这个问题的方式——分析肠道细菌能为预测随着我们衰老健康的结果的提供重要的科学依据。

本文的研究人员发现了肠道内果蝇死亡之前和预测果蝇的死亡的微生物的变化并且得出老龄果蝇肠道菌群生态紊乱并导致短命的结论。
http://114.115.208.242/wp-content/uploads/2015/11/Metagenomic2_1.png

该图的上半部分,左边代表年轻果蝇,右边代表年老果蝇。年轻果蝇肠道菌群表现多样性特征,而年老果蝇肠道菌群有两种情况:一种是肠菌生态平衡(以Fly A代表),其健康状况随年龄增长慢慢变差直至死亡;另一种是肠菌生态失调(以Fly B代表),其健康状况迅速恶化并加快死亡。

把Fly A认定为“生理死亡”,代表正常衰老进程,而把Fly B认定为“病理死亡”,代表异常疾病过程。两者的肠菌差别在于前者的γ-变形菌、α-变形菌和杆菌的比例基本持平,而后者的γ-变形菌占有明显优势。
下半部分,以Fly B果蝇为例,左边是年轻的Fly B果蝇,肠菌生态平衡,中间是中老年Fly B果蝇,肠菌生态开始出现失调,右边是老年Fly B果蝇,肠菌总量大增,肠菌生态失控。

在年轻果蝇中,肠道免疫处于稳定状态,中老年果蝇的肠道免疫被激活,分泌活动受到影响,老年果蝇的全身免疫系统被激活。导致这种结局的“毒药”是肠道屏障随年龄增长而丧失,而改变这种结局的“解药”竟然是抗生素!

这篇文章的最大亮点是把年龄、肠菌和寿命联系起来,并得出短寿源于肠菌失控,这无异于是细菌把年老的果蝇给“吃掉”了。我曾说过:人生就是一部人与病原体斗争的历史,胜者为王,败者为寇!人把病原体打败,必定健康长寿,病原体把人打败,必然多病短命。

不过,这篇文章还是没有回答一个关键问题:究竟是什么因素使肠道屏障受到破坏呢?其次,为什么γ-变形菌增加会导致短命呢?另外,从正文提供的细菌丰度来看,拟杆菌比例很低,而且前后变化不大。这与人体肠菌组成完全不同,人体内拟杆菌与厚壁菌几乎平分秋色。因此,在果蝇中得出的结论不能直接套用在人体上。
http://114.115.208.242/wp-content/uploads/2015/11/Metagenomic2_2.png

有一点是清楚的,年轻人免疫力强大,足以控制肠菌总量,可以保持健康。相反,中老年人尤其是高龄老人免疫力低下,无法控制肠菌总量,健康情形每况愈下。因此,中老年人必须借助“外力”控制肠菌总量,否则生命易被肠菌“吞噬”。

由于抗生素只能抑杀特定微生物,易造成肠菌生态失衡,不提倡大量使用抗生素降低肠菌总量。喝醋或饮酒即使能杀灭口腔及上消化道的部分细菌,但基本上不会对小肠和大肠的细菌产生影响。大蒜对细菌和真菌杀伤力大,且“蒜臭味”持续时间长,从口腔直到肛门畅通无阻,应该是物美价廉、老少皆宜的抑菌良品。

总之,越来越多的证据表明,人的健康完全掌握在自己手里,而保持肠菌多态性及降低细菌总量则是健康长寿的关键。千万不能迷信所谓肠菌“原生态”,因为吃下一颗带菌的葡萄就足以改变你的肠菌组成,服用几粒抗生素已经把你的肠菌重新筛选了一遍,哪有什么原生态呢?那种“不能以人为因素改变肠菌”的保守观点可以休矣!

这个研究使用果蝇这种模式生物,部分是因为尽管它们典型的寿命刚好是八星期,但一些生活到了年龄相当于人类的80岁代和90岁代,而其它的衰老和死的更年轻得多的。此外,科学家们已确定所有果蝇的基因并知道怎样打开和关闭其中个别的。

在以往的研究中,加州大学洛杉矶分校的研究人员发现,在果蝇死亡五、六天之前,它们的肠道变得更加渗透和开始泄漏的。在这个最新的研究中,分析了超过10000个的雌性果蝇,科学家们发现他们能够检测泄漏开始之前肠道中的细菌变化。作为研究的一部分,一些果蝇被给予能显著降低小肠内细菌水平的抗生素;这项研究发现,抗生素防止了衰老相关的细菌水平的增加及在衰老中改善了肠道的功能。生物学家也表明了降低在年老果蝇中的细菌水平可以显著延长它们的寿命。

原文出处:

Clark R I, Salazar A, Yamada R, et al. Distinct Shifts in Microbiota Composition during Drosophila Aging Impair Intestinal Function and Drive Mortality[J]. Cell Reports, 2015, 12:1-12.
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菊子曰 菊子曰:专业的微博营销工具
Category: CNS-Reading2015年11月16日
标签: Metagenomics
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