《Mechanisms of Ageing and Development》:Gut Microbiota Transfer From Old Mice Accelerates Aging in Adults
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本研究通过将老年小鼠肠道菌群转移至成年小鼠,评估其对行为、免疫及氧化应激的影响。结果显示,老年菌群组小鼠焦虑水平升高,免疫功能受损,氧化-炎症应激增强,生物年龄加速增长,寿命缩短。结论:菌群转移破坏神经免疫稳态,加速衰老并降低寿命。
阿德里亚娜·巴卡(Adriana Baca)|朱迪思·费利克斯(Judith Félix)|埃斯特凡妮亚·迪亚兹-德尔塞罗(Estefanía Díaz-Del Cerro)|克里斯蒂娜·耶佩斯-诺塔里奥(Cristina Yépez-Notario)|特蕾莎·雷克纳(Teresa Requena)|艾琳·马丁内斯·德托达(Irene Martínez de Toda)|莫妮卡·德拉富恩特(Mónica De la Fuente)
马德里康普顿斯大学(Complutense University of Madrid)生物科学学院遗传学、生理学与微生物学系(动物生理学单元),西班牙马德里28040
摘要
肠道微生物群与体内稳态系统(神经系统、免疫系统和内分泌系统)之间存在相互作用。随着年龄的增长,氧化应激会增加,这可能会损害这些系统以及它们之间的相互作用。有研究表明微生物群可能影响衰老过程,但其具体作用机制尚不清楚。本研究旨在评估将老年小鼠的微生物群转移到成年小鼠体内对行为、免疫功能、氧化还原状态以及衰老速度和寿命的影响。成年雌性小鼠被分为三组(每组10只):老年微生物群组(每周两次接受200 μL用PBS悬浮的老年小鼠粪便,每次处理前先使用聚乙二醇进行肠道冲洗);成年微生物群组(接受成年小鼠粪便,处理方法相同);对照组(未进行任何处理)。处理后收集粪便用于微生物群和短链脂肪酸分析。微生物群转移后进行了行为测试,并提取腹腔白细胞以分析免疫和氧化还原参数以及生物年龄。在老年阶段重新评估了这些参数,并记录了动物的寿命。结果显示,老年微生物群组中Akkermansia、Anaerostipes、Dubosiella和Ruminococcus等菌株的数量增加。此外,该组表现出焦虑水平升高、免疫功能受损以及氧化炎症反应增强,这些变化持续到了老年期,从而导致生物年龄增加和寿命缩短。因此,将老年小鼠的微生物群转移到成年小鼠体内会破坏神经免疫稳态,增加氧化炎症应激并加速衰老过程。
章节摘录
引言
衰老是一个渐进且普遍的现象,表现为身体功能能力的下降,从而降低适应变化的能力,即破坏体内稳态。神经系统、内分泌系统和免疫系统通过持续沟通形成神经免疫内分泌系统来维持体内稳态和整体健康,但随着年龄增长这些系统会逐渐退化(De la Fuente和Miquel,2009;LópezOtín等人,2023)。衰老过程中的这种退化特征是慢性氧化应激的增加。
实验动物
本研究使用8个月大的成年雌性瑞士小鼠(来自法国Janvier),该品系的遗传异质性有助于将研究结果外推到人类(Kl?ting等人,2003)。每笼饲养5只小鼠,提供充足的食物和自来水,采用12小时光照/12小时黑暗的倒置光照周期(早上8点关灯)以避免昼夜节律干扰。同时控制温度(22 ± 2°C)和湿度(50–60%)。饮食符合实验要求。
微生物群分析
利用基于Unweighted UniFrac的主坐标分析(PCoA)对微生物群样本进行多样性分析,结果显示成年小鼠(对照组和转移组)与老年小鼠转移组在微生物组成上存在显著差异(见补充材料图S1)。同样,用于接种的成年小鼠(INA)和老年小鼠(IOLD)粪便悬浮液样本在组成上也与相应的成年组和老年组微生物群有相似的特征(见图S1)。
讨论
最新研究表明肠道微生物群在调节衰老过程中起着关键作用(Kim和Benayoun,2020;Novelle等人,2025)。然而,这种关系的因果关系尚未明确,目前尚不清楚微生物群的改变是衰老的原因还是结果。为了解决这一问题,研究人员将老年小鼠的粪便微生物群转移到成年小鼠体内,观察其对神经系统、免疫系统、氧化还原平衡、衰老速度和寿命的影响。
资金来源
本研究得到了西班牙国家研究机构(Spanish State Research Agency)的资助,项目编号为PID2019-106071RB-I00、PID2022-136874OB-C31、PID2022-136874OA-C32和PREP2022-000376(由MICIU/AEI/10.13039/501100011033资助)。
作者贡献声明
艾琳·马丁内斯·德托达(Irene Martínez de Toda):撰写文章、审稿与编辑、方法学设计、实验设计、资金申请。
克里斯蒂娜·耶佩斯-诺塔里奥(Cristina Yépez-Notario):方法学设计、实验设计。
特蕾莎·雷克纳(Teresa Requena):撰写文章、审稿与编辑、资金申请、概念构思。
朱迪思·费利克斯(Judith Félix):方法学设计、实验设计。
埃斯特凡妮亚·迪亚兹-德尔塞罗(Estefanía Díaz):方法学设计、实验设计。
阿德里亚娜·巴卡(Adriana Baca):撰写初稿、方法学设计、实验设计、数据分析、数据管理。
莫妮卡·德拉富恩特(Mónica De la Fuente):撰写文章、审稿与编辑、项目监督。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。