在一項(xiàng)新的研究中，來自愛爾蘭科克大學(xué)的研究人員以糞便的形式將腸道微生物從年輕的小鼠移植到年老的小鼠身上，可以讓衰老的大腦時鐘倒轉(zhuǎn)。這表明腸道中的微生物可以逆轉(zhuǎn)與衰老有關(guān)的大腦和認(rèn)知功能的退化。這項(xiàng)突破性的研究開辟了一條潛在新的治療途徑，即基于腸道微生物的干預(yù)措施延緩大腦衰老和相關(guān)的認(rèn)知問題。相關(guān)研究結(jié)果于2021年8月9日在線發(fā)表在Nature Aging期刊上，論文標(biāo)題為“Microbiota from young mice counteracts selective age-associated behavioral deficits”。論文通訊作者為科克大學(xué)研究與創(chuàng)新副主任John F. Cryan教授。論文第一作者為Cryan實(shí)驗(yàn)室的Marcus Boehme博士、博士生Katherine E. Guzzetta和博士生Thomaz Bastiaansen。

人們越來越認(rèn)識到腸道中的微生物對生理學(xué)和醫(yī)學(xué)各個方面的重要性。我們腸道中的細(xì)菌影響著從我們的日常情緒到我們的整體健康的一切。腸道微生物組也在我們的生命過程中發(fā)生變化。但是，盡管一些研究已表明年輕的血液可以讓年老小鼠出現(xiàn)返老還童的效果，但腸道微生物組對與年齡有關(guān)的衰退的影響還不清楚。

為了測試年輕的腸道微生物組是否能逆轉(zhuǎn)衰老的跡象，這些作者從3至4個月大的年輕小鼠（相當(dāng)于年輕的成年人）身上提取了糞便樣本，并將其移植到20個月大的小鼠身上（按小鼠的標(biāo)準(zhǔn)來說，小鼠處于年老階段，即年老小鼠）。他們用喂食管給年老小鼠喂食糞便泥漿，每周兩次，持續(xù)8周。作為對照，年老小鼠接受了來自其他老齡小鼠的糞便喂食，而年輕小鼠接受了來自年輕小鼠的糞便喂食。

這些作者注意到的第一件事是，接受年輕小鼠腸道菌群的年老小鼠的腸道微生物組開始類似于年輕小鼠的腸道微生物組。例如，常見的腸道微生物腸球菌在年老小鼠的腸道中變得更加豐富，就像它在年輕小鼠中一樣。

大腦中也有變化。年老小鼠的海馬體---一個與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)的大腦區(qū)域---在物理和化學(xué)上變得與年輕小鼠的海馬體更加相似。接受年輕小鼠糞便的年老小鼠也能更快地學(xué)會解決迷宮問題，并在隨后的嘗試中更好地記住迷宮的布局。在接受其他年老小鼠糞便的年老小鼠身上卻沒有看到這些效果。Cryan說，“這幾乎就像…我們可以按下衰老過程的倒退按鈕。”

然而，雖然將年輕小鼠的腸道微生物移植到年老小鼠體內(nèi)可以使年老小鼠的大腦和免疫功能的多個方面恢復(fù)青春，但是這些年老小鼠在有些方面并沒有出現(xiàn)明顯的變化。例如，這些年老小鼠在許多類型的腸道細(xì)菌方面保持不變，而且它們并沒有變得更有社會互動能力，這是令人吃驚的，因?yàn)樵谄渌芯恐幸延^察到腸道微生物組對社會互動的影響。

接受年輕小鼠的糞便移植并沒有改善與年齡相關(guān)的生存減少，也沒有改變小膠質(zhì)細(xì)胞的形態(tài)。圖片來自Nature Aging, 2021, doi:10.1038/s43587-021-00093-9。

不過，這個領(lǐng)域的一些科學(xué)家對此提出了一些質(zhì)疑。比如，美國國家衰老研究所分子生物學(xué)家Arya Biragyn（未參與這項(xiàng)新的研究）說，他希望Cryan及其團(tuán)隊(duì)開展更多的實(shí)驗(yàn)，以顯示年老小鼠的腸道微生物組確實(shí)發(fā)生了變化。他認(rèn)為，由于Cryan團(tuán)隊(duì)在糞便移植后不久就檢查了腸道微生物組的差異，因此沒有辦法知道新的微生物是否真地已經(jīng)進(jìn)入動物受者腸道，或者只是路過。

美國系統(tǒng)生物學(xué)研究所腸道微生物研究員Sean Gibbons（未參與這項(xiàng)新的研究）也指出，小鼠糞便移植領(lǐng)域仍然是一個復(fù)雜的領(lǐng)域。他說，雖然一些研究發(fā)現(xiàn)糞便移植似乎是有益的，比如，接受年老小鼠糞便移植的年輕無菌小鼠出現(xiàn)大腦海馬體中神經(jīng)發(fā)生增加，腸道生長增加。但是，至少有一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，將年老大鼠的糞便移植到年輕大鼠體內(nèi)可以導(dǎo)致后者體內(nèi)的促炎細(xì)胞因子和氧化應(yīng)激水平增加，并導(dǎo)致后者的認(rèn)知能力下降，而且這種認(rèn)知能力下降可能是促炎細(xì)胞因子和氧化應(yīng)激水平增加的結(jié)果。

Cryan教授說，“我們和其他的研究團(tuán)隊(duì)之前就已發(fā)現(xiàn)腸道微生物組在衰老和衰老過程中起著關(guān)鍵作用。這項(xiàng)新的研究有望在這個領(lǐng)域引發(fā)變革，因?yàn)槲覀兇_定腸道微生物組可以被利用來逆轉(zhuǎn)與年齡相關(guān)的大腦退化。我們還觀察到了改善學(xué)習(xí)能力和認(rèn)知功能的證據(jù)。盡管這一進(jìn)展非常激動人心，但是如今仍然處于早期階段，還需開展更多的研究工作來了解這些發(fā)現(xiàn)在如何在人類身上進(jìn)行轉(zhuǎn)化。”

這項(xiàng)新的研究進(jìn)一步證明了腸道微生物組在健康的許多方面的重要性，特別是在大腦/腸道軸上，大腦功能可以受到積極的影響。它為未來調(diào)控腸道菌群作為影響大腦健康的治療靶點(diǎn)提供了可能性。

鑒于這項(xiàng)研究完全是基于嚙齒類動物，Cryan本人也對過早地將研究對象轉(zhuǎn)向人類持謹(jǐn)慎態(tài)度。盡管如此，他認(rèn)為，這項(xiàng)研究還是帶來了希望。“與你的基因組相比，你的腸道微生物組的好處是你可以改變它?！保ㄊ缆?lián)博研(Bioexcellence) 世聯(lián)博研Bioexcellence）

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