粪肠球菌发酵液通过分泌NlpC/P60蛋白增强宿主免疫并间接促进嗜黏蛋白阿克曼菌增殖以延缓衰老

《Frontiers in Microbiology》：Enterococcus faecium secreted the NlpC/P60 family protein to enhance host immunity and indirectly increases Akkermansia muciniphila for slowing aging

本综述揭示了粪肠球菌（Enterococcus faecium）发酵液及其关键活性成分NlpC/P60蛋白在延缓衰老中的新机制。研究发现，发酵液不仅能直接促进明星益生菌嗜黏蛋白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila）增殖，其富含的NlpC/P60蛋白更可通过激活NOD样受体信号通路增强宿主先天免疫，间接优化肠道菌群，从而改善多器官衰老表型、缓解老年性便秘并促进毛发再生。该研究为开发基于微生物代谢产物的新型抗衰老微生态疗法提供了重要的实验依据和理论支撑。

　　

引言

衰老伴随着肠道微生物群的改变，而微生物群的变化又反过来影响衰老进程。益生菌及其代谢产物已成为延缓衰老的潜在干预策略。研究发现，与长寿和健康相关的肠道细菌（如嗜黏蛋白阿克曼菌Akkermansia、双歧杆菌Bifidobacterium）在百岁老人体内更为富集。粪肠球菌作为一种具有双重特性的细菌，某些菌株已被用作益生菌，但其抗衰老作用机制尚不明确。本研究旨在评估粪肠球菌发酵液在老年小鼠模型中的抗衰老效果，并阐明其活性成分及作用机制。

方法

研究通过多种动物实验进行评估。实验使用老年C57BL/6小鼠和KM小鼠，分别设置对照组、活菌组和发酵液处理组。通过寿命测定、组织病理学分析（H&E染色、免疫组化）、蛋白质印迹（Western blot）、16S rRNA测序、转录组测序（RNA-seq）以及体外细菌共培养等方法，系统评估了粪肠球菌发酵液及其分离成分（如肌醇和NlpC/P60蛋白）对衰老、肠道菌群、器官功能及特定信号通路的影响。

结果

粪肠球菌发酵液延长寿命并改善多器官衰老和肠道微生物群

实验表明，粪肠球菌发酵液（而非活菌）可显著延长老年小鼠的寿命。它能改善年龄性脱毛，保持毛发乌黑，并减轻肝、肾等组织的衰老相关病理变化，如减少肝细胞脂肪变性、改善肾小管扩张，并显著降低肝脏衰老标志物p53和p16^INK4A的表达。肠道微生物群分析显示，发酵液处理改变了菌群的α和β多样性，并显著增加了有益菌嗜黏蛋白阿克曼菌的丰度。脾脏转录组分析提示，发酵液的抗衰老作用与细胞周期、DNA复制、细胞衰老及p53信号通路等相关。

粪肠球菌发酵液缓解老年便秘并调节肠道微生物群

在老年便秘模型中，粪肠球菌发酵液处理缩短了首粒黑便排出时间，提高了小肠墨汁推进率，表明其能缓解老年性便秘。肠道菌群分析再次证实发酵液可增加嗜黏蛋白阿克曼菌的丰度。结肠组织PAS染色显示发酵液增加了杯状细胞数量。Western blot分析表明，发酵液上调了结肠干细胞标志物LGR5以及免疫调节因子IL10和FOXP3的表达，提示其通过改善肠道免疫微环境和促进上皮修复来改善肠道功能。

粪肠球菌分泌的蛋白质可增加嗜黏蛋白阿克曼菌的丰度

通过液相色谱-质谱联用（LC-MS/MS）和Label-free定量蛋白质组学分析，鉴定出粪肠球菌发酵液中的关键活性成分，包括肌醇（myo-inositol）、D-核糖以及高丰度分泌蛋白NlpC/P60。研究发现，肌醇可促进老年小鼠毛发再生，并增加肠道中罗伊氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri）和约氏乳杆菌（Lactobacillus johnsonii）的丰度，但不直接增加嗜黏蛋白阿克曼菌。而NlpC/P60蛋白则显示出重要的抗衰老潜力。

NlpC/P60家族蛋白的抗衰老作用

口服NlpC/P60蛋白可改善老年小鼠的毛发状况，减轻肝、肾、脾组织的病理损伤，降低肝、肾组织中p16^INK4A和p53的表达。它还能调节肠道菌群结构，显著增加嗜黏蛋白阿克曼菌、约氏乳杆菌和阿德勒克罗伊茨菌（Adlercreutzia equolifaciens）等益生菌的丰度。结肠转录组GSEA分析表明，NlpC/P60蛋白的作用与NOD样受体（NOD-like receptor）信号通路的激活显著相关。

粪肠球菌成分对嗜黏蛋白阿克曼菌的直接和间接促进作用

体外实验证实，粪肠球菌发酵液能直接促进嗜黏蛋白阿克曼菌的增殖，而纯化的NlpC/P60蛋白则无此直接作用。两者均不能直接促进约氏乳杆菌增殖。这表明NlpC/P60蛋白是通过调节宿主免疫（如激活NOD样受体通路）间接创造有利于嗜黏蛋白阿克曼菌生长的肠道微环境。

讨论

本研究证明了粪肠球菌发酵液通过多种途径发挥抗衰老作用。其含有的肌醇和D-核糖等代谢物可能具有协同效应。尤为重要的是，研究发现其高表达分泌蛋白NlpC/P60可通过激活先天免疫间接促进益生菌增殖，这为理解微生物-宿主互作提供了新视角。使用无细胞发酵液而非活菌，也避免了潜在生物安全风险，为开发更安全的微生态干预策略奠定了基础。

结论

粪肠球菌发酵液可能有助于延长寿命，并通过其生物活性成分改善多器官衰老。其富含的NlpC/P60蛋白可通过激活NOD样受体通路增强宿主免疫力，间接优化肠道菌群。发酵液还能缓解老年便秘，促进毛发再生。口服NlpC/P60蛋白能有效减轻器官衰老损伤。该研究为开发新型抗衰老微生态疗法提供了有前景的方向。

局限性

本研究因老年小鼠获取困难和动物福利政策限制，寿命分析样本量有限。发酵液中直接促进嗜黏蛋白阿克曼菌增殖的具体活性化合物尚未完全阐明，有待后续代谢物筛选研究进一步揭示。