从古至今,"长生不老"一直是人类梦寐以求的目标。随着科技的不断进步,我们逐渐了解到衰老是一个复杂的生物学过程,受多种因素影响,包括基因、环境和生活方式等。而肠道菌群在这一过程中同样扮演着至关重要的角色。近年来,一种名为苯乙酰谷氨酰胺(PAGln)的肠道菌群衍生物成为研究热点,该物质与心血管及代谢性疾病的发生有着密切的关系。复旦大学的赵超教授和孙宁研究员在《Nature Aging》期刊上发表了研究论文,证实了PAGln能够加速细胞衰老的过程。
研究发现,随着年龄的增长,肠道微生物群的变化导致老年人体内PAA(苯丙氨酸衍生物)及其下游代谢产物PAGln的生成增加。进一步机制分析显示,PAGln通过激活ADR-AMPK信号通路,诱导线粒体功能障碍和DNA损伤。这一发现为抗衰老治疗提供了重要线索,尤其通过阻断ADRs或采用衰老细胞清除疗法,可以有效抑制PAGln诱导的细胞衰老。
1. PAGln与年龄的关系
研究团队对132位年龄在22岁至104岁健康个体的血浆样本进行了Q300全定量代谢组学分析,发现PAGln与年龄有着明显的正相关,尤其在老年个体中,其前体代谢物PAA的水平显著增加。这一结论在多个验证队列中均得到了确认,包括80名健康个体及2957名个体的日本多组学参考数据。
2. 老年人肠道微生物特征的变化
老年群体的肠道微生物特征发生了显著变化,这些变化与血浆PAA和PAGln水平的提高密切相关。宏基因组分析显示,老年人群体的微生物群在功能及组成上都有所不同,体现了健康状况和衰老进程的相互作用。
3. PAGln诱导细胞衰老的机制
通过体内外实验验证,PAGln的高浓度长期暴露可以引发HUVECs和IMR-90等原代细胞的衰老现象,表现为细胞增殖受阻、衰老相关标志物表达上升。在小鼠实验中,腹腔注射PAGln也能引发肾脏和肺部细胞的衰老,进一步验证了该物质在体内外的影响力。
4. 线粒体功能障碍与疼痛感知
PAGln的处理显著影响了线粒体的功能,表现为膜电位下降及活性氧水平上升,线粒体形态出现碎片化现象。此外,PAGln处理还导致DNA损伤标志物的表达增加,显示其在细胞衰老中的关键角色。
5. 阻断PAGln引发衰老的潜力
研究还表明,使用非选择性β/α1-受体阻滞剂卡维地洛能够有效抑制PAGln诱导的细胞衰老,减少衰老相关标志物的表达。同时,Senolytics药物ABT263同样可对抗PAGln引发的衰老。因此,针对肠道微生物群及其代谢物的调节,或许可以为延缓衰老过程并提高生活质量提供新的策略。
结论
本研究揭示了肠道微生物群改变如何加速细胞衰老的机制,探索了微生物群与宿主代谢物PAGln之间的相互影响。通过有效调节肠道微生物群和相应信号之路的阻断,有望推动抗衰老科学的发展,为人类的健康提升和抗老化治疗提供新思路和新方法。
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