Блог

Dec 04, 2023

Микробиота кишечника как антиоксидантная система у долгожителей, связанная с высокой антиоксидантной активностью кишечника

npj Biofilms and Microbiomes, том 8, Номер статьи: 102 (2022) Цитировать эту статью 12k Доступов 6 Цитирований 66 Подробности об альтернативных метриках Микробиота кишечника играет важную роль в здоровье человека и

npj Биопленки и микробиомы, том 8, Номер статьи: 102 (2022) Цитировать эту статью

12 тысяч доступов

6 цитат

66 Альтметрика

Подробности о метриках

Микробиота кишечника играет важную роль в здоровье и долголетии человека, а микробиота кишечника долгожителей демонстрирует уникальные характеристики. В настоящее время большинство микробных исследований долголетия обычно ограничиваются уровнем биоинформатики, поскольку отсутствует достоверная информация о культивировании функциональных микроорганизмов. Здесь мы объединили метагеномное секвенирование и крупномасштабное культивирование in vitro, чтобы выявить уникальную микробную структуру кишечника мирового города долголетия — Цзяолин, Китай, долгожителей и людей разных возрастов. Функциональные штаммы были выделены и проверены in vitro, а возможная связь между кишечными микробами и долголетием была изучена и подтверждена in vivo. В исследовании приняли участие 247 здоровых уроженцев Кантона разного возраста, в том числе 18 долгожителей. По сравнению с молодыми взрослыми микробиота кишечника долгожителей демонстрирует более высокое микробное разнообразие, биодеградацию и метаболизм ксенобиотиков, оксидоредуктазы и множество видов (потенциальные пробиотики Lactobacillus, Akkermansia, метаногенный Methanobrevibacter, кишечные представители, продуцирующие бутират, Roseburia и виды, продуцирующие SCFA, uncl). Clostridiales, uncl Ruminococcaceae), которые, как известно, благотворно влияют на метаболизм хозяина. Эти виды постоянно меняются с возрастом. Мы также выделили 2055 штаммов из этих образцов с помощью крупномасштабной культуры in vitro, большинство из которых были обнаружены с помощью метагеномики, с явной комплементарностью между двумя подходами. Мы также исследовали возрастную резидентную кишечную бактерию Lactobacillus с независимыми правами интеллектуальной собственности, а ее метаболит (L-аскорбиновая кислота) сам по себе обладает хорошим антиоксидантным действием. Наши результаты подчеркивают существование возрастных траекторий в микробиоте кишечника человека, а также то, что различная кишечная микробиота и резидентные системы кишечника в качестве антиоксидантных систем могут способствовать здоровью и долголетию.

Старение населения является растущей проблемой, стоящей сегодня перед миром, и в центре внимания становится то, как продлить жизнь и поддерживать здоровое старение. Старение — сложный процесс, и ученые всего мира усердно работают над изучением основных механизмов старения и пытаются замедлить старение, выявляя ключевые факторы, которые могут регулировать старение1,2. Старение связано с множеством факторов, включая генетику и окружающую среду: генетические факторы составляют 25–30%, а факторы окружающей среды – 70–75%3,4. Среди различных факторов окружающей среды микробиота кишечника тесно связана со здоровьем и долголетием человека5,6,7,8, и, таким образом, микробиота кишечника становится возможной терапевтической мишенью для борьбы со старением и может обеспечить новые стратегии для достижения здорового старения9.

Эксперименты на различных моделях животных показали, что микробиота кишечника играет важную роль в регуляции продолжительности жизни хозяина. Использование модельного организма - африканской бирюзовой рыбы-убийцы (Nothobranchius Furzeri), естественно недолговечного позвоночного, и повторное заселение кишечника людей среднего возраста бактериями от молодых доноров продлевает продолжительность жизни и замедляет ухудшение поведения, что позволяет предположить, что кишечная микробиота играет ключевую роль. в регуляции продолжительности жизни позвоночных10. Кишечник дрозофилы является предпочтительной моделью для изучения патофизиологии кишечника человека из-за простоты микробиоты и ее физиологического сходства с кишечником млекопитающих. Исследования показали, что метаболиты микробного происхождения при преобразовании ферментами хозяина могут влиять на обновление эпителиальных клеток и продолжительность жизни хозяина11. Голый землекоп (Heterocephalus glaber) — отличная модель для изучения биологии здорового старения и долголетия. Впервые ученые сравнили микробную экосистему кишечника голых землекопов с экосистемой человека и других млекопитающих и обнаружили некоторые особенности состава микробиома кишечника, общие с микробными экосистемами кишечника долгожителей и охотников-собирателей хадза. Эти данные подтверждают важность микробной экосистемы кишечника как адаптивного партнера для биологии и здоровья млекопитающих12. У социальных насекомых, таких как медоносные пчелы, один и тот же генотип может сильно различаться по продолжительности жизни. Стареющая кишечная микробиота недолговечных (рабочих) пчел производит протеобактерии и истощает количество лактобактерий и бифидобактерий. Напротив, медоносные пчелы-долгожители (матки) сохраняют молодость клеточной функции при гораздо более низкой экспрессии генов окислительного стресса, что дает уникальную перспективу возрастной микробной преемственности13.