康利军团队Nature Aging合作报道单一肠道菌株的抗衰老作用

肠道菌群在肠道稳态、营养吸收、能量代谢和重大疾病发生发展中发挥重要作用。随年龄增长，肠道菌群的相对含量及多样性也随之发生改变。研究表明，粪菌移植可以延长早衰小鼠的寿命和健康寿命^（1,2）。然而，目前尚不清楚特定共生细菌对衰老的生物学作用及其潜在机制。探索衰老相关的肠道菌群改变并开发潜在的衰老干预菌株，具有重大的科学价值和转化潜力。

2021年11月16日，浙江大学医学院脑科学与脑医学学院康利军教授课题组联合浙江大学医学院附属第二医院王良静教授课题组、浙江大学医学院附属邵逸夫医院姒健敏教授课题组在Nature Aging杂志上发表了题为Bifidobacterium adolescentis regulates catalase activity and host metabolism and improves healthspan and lifespan in multiple species的研究论文^（3）。该项研究全面研究了青春双歧杆菌对多种模式生物寿命和健康寿命的作用，并揭示了过氧化氢酶及氧化应激相关代谢产物在其中的关键作用。

研究者首先通过16S测序和生信分析，发现在国内外不同人群队列中，肠道中青春双歧杆菌（Bifidobacterium adolescentis）的丰度均随年龄增长而显著下降。为了阐明青春双歧杆菌对个体寿命的具体作用，研究者采用了多种模式生物，进行了系统研究。在端粒酶RNA组分缺失（Terc-/-G3）的早衰小鼠中，青春双歧杆菌可缓解脱毛、体重下降、骨质疏松及神经退行性变等衰老改变，并降低小鼠全身衰老指数评分；青春双歧杆菌可延长黑腹果蝇寿命约20%，并改善果蝇的攀爬能力；青春双歧杆菌可延长秀丽隐杆线虫寿命约18%左右，并改善线虫的运动、抗热应激能力和肠道脂褐素沉积等健康寿命指标。青春双歧杆菌与小鼠胚胎成纤维细胞共培养后，细胞的复制性衰老和药物诱导性衰老也得到了显著延缓。

图1 补充青春双歧杆菌（B.a）改善早衰小鼠的衰老症状

机制研究表明，过氧化氢酶（Catalase, CAT）介导了青春双歧杆菌调控寿命和健康寿命的生物学作用。青春双歧杆菌可显著提高Terc-/- G3小鼠肌肉和大脑组织以及小鼠胚胎成纤维细胞中Cat的表达和活性；将青春双歧杆菌添加给ctl-2（CAT在线虫中的同源基因）缺失的线虫突变体后，青春双歧杆菌的抗衰老作用被完全阻断。鉴于过氧化氢酶在细胞氧化应激稳态调节中的重要作用，进一步通过非靶向代谢组学证实青春双歧杆菌可调节早衰小鼠肠道中氧化应激相关的代谢产物的含量。

该研究通过多物种全面的实验，首次发现青春双歧杆菌的抗衰作用，并证明外源性补充单一的有益共生菌是一种有前景的衰老的干预策略。目前该团队正在浙江大学医学院老化病防治研究中心的支持下，开展青春双歧杆菌的商品化生产研发工作，并初步制定后续临床试验方案，为实现抗老化的目标而努力！

浙江大学医学院老化病防治研究中心陈淑洁博士、陈璐祎博士和戚亚东博士生为该论文共同第一作者。浙江大学医学院王良静教授、浙江大学医学院脑科学与脑医学学院康利军教授与浙江大学医学院姒健敏教授为论文共同通讯作者。浙江大学医学院遗传学研究所杨小杭教授和席咏梅教授在果蝇相关实验中提供了平台支撑和技术指导。

参考文献

(1) Barcena C, Valdes-Mas R, Mayoral P, Garabaya C, Durand S, Rodriguez F, Fernandez-Garcia MT, et al. Healthspan and lifespan extension by fecal microbiota transplantation into progeroid mice. Nat Med 2019; 25:1234-1242.

(2) Kim MS, Kim Y, Choi H, Kim W, Park S, Lee D, Kim DK, et al. Transfer of a healthy microbiota reduces amyloid and tau pathology in an Alzheimer's disease animal model. Gut 2020; 69:283-294.

(3) Chen S, Chen L, Qi Y. et al. Bifidobacterium adolescentis regulates catalase activity and host metabolism and improves healthspan and lifespan in multiple species. Nat Aging 1, 991–1001 (2021). https://doi.org/10.1038/s43587-021-00129-0.

供稿：康利军课题组