从古至今,“长生不老”始终是人类追求的目标。随着科技的不断发展,我们对衰老这一复杂的生物学过程有了更深入的了解。研究表明,除基因、环境和生活方式外,肠道菌群也是影响衰老进程的重要因素。近几年,一种名为苯乙酰谷氨酰胺(PAGln)的代谢物受到了广泛关注。该化合物由苯丙氨酸(Phe)在肠道菌群的代谢作用下生成,被证实与心血管及代谢性疾病密切相关。最新的一项研究直指PAGln这一代谢产物,发现其竟能够加速身体细胞的衰老过程。
近日,复旦大学的赵超教授和孙宁研究员在《Nature Aging》(IF=17)上发表了题为“Gutmicrobial-derived phenylacetylglutamine accelerates host cellular senescence”的重要研究文章。研究显示,随着年龄的增长,肠道微生物群的变化导致了老年人体内PAA及其下游代谢产物PAGln的增加。研究还发现,PAGln通过激活蛋白激酶(AMPK)信号通路,引发线粒体功能障碍和DNA损伤,从而加速细胞衰老的进程。
研究团队对132名年龄介于22岁至104岁的健康个体进行了血浆样本的代谢组学分析,结果显示PAGln与年龄呈现显著正相关,尤其是在老年个体中,其前体代谢物PAA的水平也显著提高。这一发现通过80名健康个体的验证以及2957名个体的多组学数据得到了进一步巩固。
随后,研究者对老年组的肠道微生物进行宏基因组分析,发现其微生物特征显著变化,而这种变化与PAA和PAGln的水平变化趋势相一致。其中,α-酮异戊酸铁氧还蛋白氧化还原酶(VOR)基因的表达与年龄及PAGln水平呈强正相关,这使得老年个体的肠道微生物在产生PAA的能力上更为显著。
通过细胞实验,研究发现PAGln能够触发细胞衰老,体外实验表明长期暴露于PAGln的原代细胞系表现出增殖抑制和细胞周期停滞等衰老特征,而在体内实验中,注射PAGln的小鼠也显示出细胞衰老与肾功能下降的相关性。这一系列实验结果表明PAGln在体内外均能引发细胞衰老,揭示了其作为代谢物带来的潜在风险。
进一步的研究发现PAGln的处理导致线粒体功能障碍和DNA损伤,这意味着其在细胞衰老过程中扮演了关键角色。研究还表明,PAGln通过ADR-AMPK信号通路诱导细胞的线粒体功能障碍,为细胞衰老的机制提供了新的见解。
值得注意的是,使用卡维地洛这一非选择性β/α1-受体阻滞剂,可以有效抑制PAGln诱导的细胞衰老,降低衰老相关标志物和分泌型表型(SASP)的水平。此外,应用Senolytics药物ABT263也显著改善了PAGln诱导的细胞衰老现象。这为衰老相关疾病的治疗提供了新的策略。
综上所述,本研究揭示了肠道微生物群的变化如何加速细胞衰老的机制,并阐明了微生物群体与宿主代谢物PAGln的密切关系。通过调节肠道微生物群和阻断相关信号通路,有望延缓细胞衰老过程,从而提升生命质量。有关更多生物医疗领域的研究,欢迎关注环亚集团·AG88,我们将持续为您带来最新的科学发现与应用进展。