做法看起来似乎挺简单,就是把年轻小鼠粪便中的肠道菌群移植给老年小鼠。
研究人员经过一系列分析后认为,这类“粪菌移植”或许可以用来治疗老化相关的认知衰退。
在论文中,研究人员指出,肠道菌群调节宿主的免疫功能和大脑健康,这些已经渐渐取得共识;另一方面,随着年龄增长,肠道菌群的组成通常会发生巨大变化。这种变化与老年人通常更虚弱、认知能力的衰退究竟有多大关系?如果恢复年轻时的肠道菌群,有没有可能逆转老化过程中大脑发生的某些改变?
为了回答这些问题,研究人员开展了这样一项实验:他们收集了年轻小鼠(3~4个月大)的粪便,然后把过滤得到的微生物,通过饲管喂给老年小鼠(19~20个月)。作为对照,他们也收集了一些老年小鼠(19~20个月大)的粪便,移植给其他老年小鼠。
▲实验流程示意图(图片来源:参考资料[1])
持续一段时间的粪菌移植后,老年小鼠的肠道菌群确实发生了一定改变,无论是特定细菌种类的比例,还是某些代谢物的浓度,移植年轻小鼠的粪菌后,与年轻小鼠更为接近。
与此同时,研究人员对这些老年小鼠的神经免疫功能进行了一系列测试。实验结果显示,移植年轻小鼠的菌群后,小鼠随衰老而出现的一些免疫变化发生了逆转。这些变化包括外周血液中,多种免疫细胞在数量和比例上的改变,而且在与学习和记忆功能密切相关的脑区——海马体,作为免疫细胞的小胶质细胞也回到了年轻时的形态。
▲海马体内的小胶质细胞,形态随衰老发生变化,但移植年轻小鼠的菌群后,形态逆转(图片来源:参考资料[1])
随着衰老,脑中的很多代谢物会出现显著变化,影响认知健康。因此,研究人员进一步分析了老年小鼠在移植不同的粪菌后,海马体的代谢物发生了哪些改变。
他们发现,获得年轻小鼠的菌群后,共有35种代谢物恢复到年轻时的水平。这些代谢物主要与氨基酸代谢有关,很大一部分与肠道菌群的代谢产物相一致,而且这些分子可以通过血脑屏障。这些结果意味着,随着肠道菌群的改变,相关代谢物从肠道转移到大脑,从而影响大脑健康。
行为表现上,移植年轻粪菌的老年小鼠也显得更为“脑力活跃” ,原本老化衰退的一些认知能力有所恢复。在一系列测试学习能力、长期记忆、社交互动的认知实验中,它们的成绩要优于同龄伙伴,更接近年轻小鼠。
综合以上实验结果,作者总结说,为促进健康老龄化,肠道菌群或许有作为治疗靶标的潜力。当然,目前这些积极结果是否在人类中能够重现,还需要后续研究,想要让大脑保持年轻的人不可操之过急。
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