腸内細菌叢は老化の秘密を解き明かすことができますか？
新しい研究は、古いマウスの腸内細菌叢が若いマウスの神経成長をどのように促進し、将来の治療法の有望な開発につながるかを示しています。
シンガポールの南洋理工大学（NTU）に本拠を置く研究グループは、古いマウスの腸内細菌叢を、腸の動物相が発達していない若いマウスの腸に移しました。
これにより、脳の神経新生（ニューロンの成長）が促進され、老化が変化しました。これは、細菌とその宿主との共生関係が健康に大きな利益をもたらす可能性があることを示唆しています。
過去20年間で、宿主とその中または上に生息する細菌との関係に関する研究の量が大幅に増加しています。これらの研究の結果は、栄養、代謝、行動におけるこの関係の重要な役割を確立しています。
医学界は、これらの最新の結果が老化プロセスを遅らせるのに役立つ食品ベースの治療法の開発につながることを期待しています。
この研究では、研究チームは老化した宿主の腸内細菌叢の機能的特徴を明らかにしようとしました。研究者らは、古いマウスまたは若いマウスの腸内細菌叢を、無菌の若いマウスレシピエントに移植しました。
調査結果はジャーナルに表示されます 科学翻訳医学.
研究には何が含まれていましたか？
腸内細菌叢は宿主が加齢するにつれて変化し、それがどのように進化するかを調査するために、研究チームは腸内細菌叢を24か月齢のマウスから6週齢の無菌無菌マウスに移植しました。
NTU李光前医学部のSvenPettersson教授がチームを率いました。
8週間後、ペッテソン教授らは、マウスの脳の腸の成長と神経新生の増加を観察しました。
実験を管理するために、チームは若いマウスの腸内細菌叢を同じ年齢の無菌マウスに移しました。研究者らは、高齢のマウスから腸内細菌叢を投与されたマウスで見られたのと同じ効果を観察しませんでした。
チームはまた、げっ歯類の分子分析を実施し、酪酸のレベルが上昇していることを発見しました。酪酸は腸内細菌が生成する短鎖脂肪酸です。
酪酸は健康に有益であり、炎症性腸疾患、結腸直腸癌、肥満、糖尿病などの病気から保護することができます。
特定の腸内微生物の濃縮と結腸内の食物繊維の細菌発酵の増加は、これらの酪酸レベルの増加につながりました。次に、酪酸レベルの上昇は、長寿ホルモンFGF21の産生を刺激しました。
FGF21は、代謝の調節に重要な役割を果たす線維芽細胞成長因子です。 FGF21のレベルの上昇は、AMPKおよびSIRT-1活性の上昇、およびmTORシグナル伝達の低下とも関連していました。
AMPKの増加は、細胞代謝中の短鎖脂肪酸の取り込みの増加につながるため、これは重要です。 SIRT-1はまた、恒常性を調節し、さまざまな人間の障害から保護することができます。
減少したmTORは、人間の癌やさまざまな炎症性疾患から保護することができます。
研究者たちはさらに、マウスの消化管に対する腸内細菌叢移植の影響を調査しました。
腸組織の正常な老化は、腸細胞の生存率を低下させます。これは粘液産生の減少と関連があり、細胞の損傷と死の増加につながる可能性があります。
研究者らは、古いマウスのマイクロバイオームを若いマウスに移植すると、腸の壁を構成する小さな構造である絨毛の長さと幅が増加することを発見しました。
古いマウスからマイクロバイオームを受け取ったマウスは、他の若いマウスからマイクロバイオームを受け取った対照群よりも長い結腸と長い小腸を持っていました。
研究者らはまた、無菌の若いマウスに酪酸を単独で与え、それが神経新生と腸の成長の同様の増加につながることを観察しました。
これらの結果はどのように受け取られましたか？
世界中の科学者がこれらの結果に反応しています。ドイツのマックスプランク老化生物学研究所のグループリーダーであるDarioRiccardo Valenzano博士は、次のように述べています。
これらの質問のいくつかは、「マウスの生活中に酪酸産生微生物の活発な獲得があるかどうか、そして極端な老化がこの基本的な微生物群集の喪失につながるかどうか、最終的には腸内毒素症と年齢の原因となる可能性があるかどうか」関連する機能障害。」
さらに、シンガポール国立大学の健康な老化センターの所長であるブライアン・ケネディ教授は、「老化した動物のマイクロバイオームが若いレシピエントの若々しい表現型を促進できることは興味深い」と述べています。
「これは、加齢に伴う微生物叢が宿主の蓄積する欠損を補うように改変されていることを示唆しており、若い動物の微生物叢が若い宿主に与える影響が大きいか小さいかという疑問につながります。」
「調査結果は、老化中のマイクロバイオームとその宿主との関係の理解を前進させ、健康的な長寿を促進するためのマイクロバイオーム関連の介入の開発の段階を設定します。」
ブライアンケネディ教授
将来の治療への影響
これらの結果は、神経発生障害などの加齢に伴う疾患の治療における将来の進歩に非常に有望です。
彼らは、腸内細菌叢とダイナミクスの組成が年齢に敏感であり、幼少期の微生物の手がかりに対する反応が後年のそれとは著しく異なることを示唆している。
結果は、代謝恒常性を持つ古い宿主の腸内細菌叢が宿主の健康をサポートする可能性があることを示唆しています。対照的に、2型糖尿病の成人では、腸内細菌叢が炎症経路を誘発する可能性があります。
この研究の限界には、ここに示したような制御された実験の下でも、研究の過程で微生物叢が変化する可能性があるという事実が含まれます。
他の微生物代謝物と細胞経路が果たす役割を持っている可能性もありますが、研究者はこの研究でこれらを調査しませんでした。
