从古至今,“长生不老”一直是人类梦寐以求的目标。随着科技进步,我们逐渐认识到衰老是一个复杂的生物学过程,涉及基因、环境、生活方式等多种因素。近年来,肠道菌群被发现是衰老过程中的一个重要环节。最近,一种名为苯乙酰谷氨酰胺(PAGln)的肠道微生物衍生物引起了广泛关注,研究表明它与心血管和代谢性疾病有密切关联。复旦大学的赵超教授和孙宁研究员在Nature Aging上发表了题为“Gutmicrobial-derived phenylacetylglutamine accelerates host cellular senescence”的论文,揭示了PAGln对细胞衰老的影响。
研究结果显示,随着年龄的增长,肠道微生物群的组成发生变化,导致老年人体内PAA及其代谢产物PAGln的增加。PAGln通过激活ADR-AMPK信号通路,诱导线粒体功能障碍及DNA损伤。研究还表明,阻断ADRs或采用衰老细胞清除疗法可能为抗衰老方法提供新思路。
研究结果
在一项包含132名年龄从22岁到104岁的健康个体的血浆样本Q300全定量代谢组学分析中,研究发现PAGln的水平与年龄之间有着强烈的正相关性。同时,PAA水平在老年个体中显著升高,这一结果在后续的验证队列和日本多组学数据中得到了巩固。
肠道微生物与PAGln生成相关性
进一步的宏基因组分析揭示,老年组的肠道微生物特征和PAA、PAGln水平的变化趋势密切相关。这些变化表明肠道微生物的结构和功能在衰老过程中正发生显著变动。
PAGln诱导细胞衰老的机制
通过体外实验,研究发现PAGln的长期暴露导致两种非永生化的原代细胞系(HUVECs和IMR-90)发生细胞衰老,表现为细胞增殖受抑制及相关标志物的表达上调。在体内实验中,C57BL/6N小鼠经腹腔注射PAGln后出现器官细胞的衰老以及功能下降,进一步验证了PAGln的危害。
线粒体功能障碍的影响
PAGln还显著影响线粒体功能,包括膜电位下降和细胞活性氧(ROS)增高。研究表明,PAGln处理与线粒体形态变化及DNA损伤标志物的上升密切相关,强调了线粒体在细胞衰老过程中的关键作用。
干预治疗的潜力
有研究显示,非选择性β/α1-受体阻滞剂卡维地洛(Carvedilol)能够有效抑制PAGln诱导的细胞衰老。这些结果为抗衰老治疗提供了新的可能性。同时,Senolytics药物ABT263也表现出显著的抗衰老效果,能有效降低衰老标志物的表达。
总之,本研究揭示了肠道微生物群的改变如何加速细胞衰老,并深入探讨了微生物群与宿主共代谢物PAGln的复杂关系。通过调节肠道微生物群及相关信号通路,可能为延缓细胞衰老、提高生命质量提供新的解决方案。作为生物医疗领域的重要参与者,尊龙凯时致力于推动相关研究和技术的应用。