保持肠道细菌平衡有助于延缓与年龄有关的疾病
为什么有些人能健康地活到80多岁甚至更久,而另一些人却衰老得更快,早几十年患上严重疾病?加州大学洛杉矶分校生命科学家领导的一项新研究可能会提供一种新的方法来回答这个问题,而且这种方法可能有助于延缓健康状况的下降。
研究人员发现了肠道微生物的变化,这些变化预示着果蝇的死亡。
加州大学洛杉矶分校综合生物学和生理学教授、该研究的资深作者大卫·沃克说:“年龄下降与肠道微生物群落内的变化密切相关。”“随着年龄的增长,细菌细胞的数量大幅增加,细菌群的组成也发生了变化。”
这项研究使用果蝇的部分原因是,尽管果蝇的典型寿命只有8周,但有些果蝇能活到相当于人类八九十岁的年龄,而另一些果蝇则会在更年轻的时候衰老和死亡。此外,科学家们已经确定了果蝇的所有基因,并知道如何打开和关闭单个基因。
在之前的一项研究中,加州大学洛杉矶分校的研究人员发现,在苍蝇死亡前五六天,它们的肠道变得更通透,并开始渗漏。
在最新的研究中,科学家们分析了1万多只雌性果蝇,发现他们能够在泄漏开始之前检测到肠道中的细菌变化。作为研究的一部分,研究人员给一些果蝇服用了抗生素,这些抗生素可以显著降低肠道中的细菌水平;研究发现,抗生素可以防止与年龄相关的细菌水平增加,并改善衰老过程中的肠道功能。
生物学家还表明,降低老果蝇体内的细菌水平可以显著延长它们的寿命。
沃克说:“当我们通过喂食抗生素来阻止与苍蝇即将死亡有关的肠道微生物群的变化时,我们极大地延长了它们的寿命,改善了它们的健康状况。”(微生物群是指人类、其他哺乳动物、果蝇和许多其他动物体内大量存在的细菌和其他微生物。)
肠道漏水的苍蝇在服用抗生素后平均存活了20天——这是动物寿命的很大一部分。平均而言,没有接受抗生素的肠道渗漏的苍蝇会在一周内死亡。
肠道作为一个屏障,保护我们的器官和组织免受环境损害。
该研究的主要作者丽贝卡·克拉克(Rebecca Clark)说:“肠道的健康——尤其是保护身体其他部分不受肠道内容物侵害的屏障的维护——非常重要,可能会随着年龄的增长而破坏。”克拉克在进行这项研究时是加州大学洛杉矶分校的博士后学者,现在是英国杜伦大学的讲师。
这些生物学家与佛罗里达斯克里普斯研究所的助理教授威廉·贾(William Ja)和贾实验室的博士后研究助理山田龙一(Ryuichi Yamada)合作,培育了另一组完全无菌的苍蝇,没有肠道微生物。这些果蝇在肠道损伤方面表现出非常明显的延迟,它们活了大约80天,大约是这种动物典型寿命的1.5倍。
科学家们最近开始将各种各样的疾病,包括糖尿病和帕金森氏症,以及许多其他疾病,与微生物群的变化联系起来,但他们还不知道健康的微生物群到底是什么样子。
沃克说:“衰老生物学中的一个大问题与我们如何变老以及我们能活多久的巨大差异有关。”他补充说,科学界对肠道微生物的兴趣在过去五年中激增。
当果蝇的肠道开始漏水时,它全身的免疫反应就会显著而慢性地增强。沃克说,慢性免疫激活也与人类的年龄相关疾病有关。
沃克说,这项研究可能为科学家们提供现实可行的方法来干预衰老过程,延缓帕金森病、阿尔茨海默病、癌症、中风、心血管疾病、糖尿病和其他衰老疾病的发作——尽管这一进展可能需要很多年。