장내 미생물 군집이 노화의 비밀을 밝혀 낼 수 있습니까?
새로운 연구에 따르면 나이가 많은 생쥐의 장내 미생물 총이 어린 생쥐의 신경 성장을 어떻게 촉진하여 미래의 치료에서 유망한 발전을 이룰 수 있는지 보여주었습니다.
싱가포르의 NTU (Nanyang Technological University)에 기반을 둔 연구 그룹은 노령 쥐의 장내 미생물을 장 동물이 덜 발달 된 어린 쥐의 장으로 옮겼습니다.
이로 인해 뇌의 신경 발생 (뉴런 성장)이 강화되고 노화가 변경되어 박테리아와 숙주 간의 공생 관계가 건강에 상당한 이점을 가질 수 있음을 시사합니다.
지난 20 년 동안 숙주와 그 안에 살고있는 박테리아 사이의 관계에 대한 연구의 양이 크게 증가했습니다. 이 연구의 결과는 영양, 신진 대사 및 행동에서 이러한 관계에 중요한 역할을 확립했습니다.
의료계는 이러한 최신 결과가 노화 과정을 늦추는 데 도움이되는 식품 기반 치료법의 개발로 이어질 수 있기를 바랍니다.
이 연구에서 연구팀은 노화 된 숙주의 장내 미생물 총의 기능적 특성을 밝히려고 시도했습니다. 연구진은 노령 생쥐 나 어린 생쥐의 장내 미생물을 무균 생쥐 수용자에게 이식했습니다.
연구 결과는 저널에 나타납니다. 과학 중개 의학.
연구에는 무엇이 포함 되었습니까?
장내 미생물 군유 전체는 숙주가 나이가 들어감에 따라 변화하며, 어떻게 진화하는지 조사하기 위해 연구팀은 24 개월 된 생쥐의 장내 미생물 군집을 6 주령 무균 생쥐에 이식했습니다.
NTU Lee Kong Chian 의과 대학의 Sven Pettersson 교수가 팀을 이끌었습니다.
8 주 후 Pettersson 교수와 동료들은 쥐의 뇌에서 장 성장이 증가하고 신경 발생이 증가하는 것을 관찰했습니다.
실험을 통제하기 위해 연구팀은 어린 생쥐의 장내 미생물 군집을 같은 나이의 무균 생쥐로 옮겼다. 연구진은 나이 든 쥐로부터 장내 미생물 군유 전체를받은 쥐에서 본 것과 동일한 효과를 관찰하지 못했습니다.
연구팀은 또한 설치류에 대한 분자 분석을 수행 한 결과 부티레이트 수치가 증가했음을 발견했습니다. 부티레이트는 장내 미생물이 생산하는 단쇄 지방산입니다.
부티레이트는 건강에 유익하며 염증성 장 질환, 대장 암, 비만 및 당뇨병과 같은 질병으로부터 보호 할 수 있습니다.
특정 장내 미생물의 농축과 결장에서식이 섬유의 박테리아 발효 증가로 인해 이러한 부티레이트 수치가 증가했습니다. 결과적으로 증가 된 부티레이트 수치는 장수 호르몬 FGF21의 생성을 자극했습니다.
FGF21은 신진 대사 조절에 중요한 역할을하는 섬유 아세포 성장 인자입니다. 증가 된 수준의 FGF21은 또한 증가 된 AMPK 및 SIRT-1 활성 및 감소 된 mTOR 신호 전달과 관련이 있었다.
AMPK가 증가하면 세포 대사 중에 단쇄 지방산의 흡수가 증가하기 때문에 이것은 중요합니다. SIRT-1은 또한 항상성을 조절하고 다양한 인간 장애로부터 보호 할 수 있습니다.
감소 된 mTOR는 인간의 암과 다양한 염증성 질환으로부터 보호 할 수 있습니다.
연구진은 장내 미생물 군유 전체 이식이 쥐의 소화관에 미치는 영향을 계속 조사했습니다.
장 조직의 정상적인 노화는 장 세포의 생존력을 감소시킵니다. 이것은 점액 생성 감소와 관련이 있으며, 이는 세포 손상 및 사망을 증가시킬 수 있습니다.
연구진은 나이가 많은 생쥐의 미생물 군집을 어린 생쥐에게 이식하면 장의 벽을 구성하는 작은 구조 인 융모의 길이와 너비가 증가하는 것을 발견했습니다.
나이든 생쥐로부터 미생물 군유 전체를받은 생쥐는 다른 어린 생쥐로부터 미생물 군집을받은 대조군보다 결장과 소장이 더 길었습니다.
연구진은 또한 어린 무균 마우스에게 부티레이트를 단독으로 투여했으며 이것이 신경 발생과 장 성장에서 유사한 증가를 가져 오는 것을 관찰했습니다.
이러한 결과는 어떻게 받았습니까?
전 세계의 과학자들이 이러한 결과에 반응했습니다. 독일 막스 플랑크 노화 생물학 연구소의 그룹 리더 인 Dario Riccardo Valenzano 박사는 "이러한 결과는 흥미롭고 노화 생물학과 미생물 군유 전체 연구 모두에 대한 몇 가지 새로운 열린 질문을 제기합니다."라고 말합니다.
Valenzano 박사는 이러한 질문 중 일부에는“마우스가 살아가는 동안 부티레이트를 생산하는 미생물이 적극적으로 획득되었는지 여부와 극심한 노화가이 근본적인 미생물 군집을 잃게하여 결국 dysbiosis와 노화를 초래할 수 있습니다. 관련 기능 장애.”
또한 싱가포르 국립 대학교 건강 노화 센터의 브라이언 케네디 교수는“노령 동물의 미생물 군집이 어린 수혜자의 젊은 표현형을 촉진 할 수 있다는 점이 흥미 롭습니다.”라고 말합니다.
이것은 노화를 동반 한 미생물 군이 숙주의 축적 된 적자를 보상하기 위해 수정되었음을 시사하고, 어린 동물의 미생물 군집이 어린 숙주에게 더 큰 영향을 미칠지 또는 덜 영향을 미칠지에 대한 질문으로 이어집니다.”
“이 발견은 노화 동안 미생물 군집과 숙주 사이의 관계에 대한 우리의 이해를 발전시키고 건강한 장수를 촉진하기위한 미생물 군집 관련 개입의 개발을위한 단계를 설정합니다.”
Brian Kennedy 교수
향후 치료에 대한 시사점
이러한 결과는 신경 발생 장애와 같은 노화와 관련된 질병의 치료에서 향후 진행될 가능성이 매우 높습니다.
그들은 장내 미생물 총과 역학의 구성이 연령에 민감하며 초기 생애의 미생물 단서에 대한 반응이 후기 생애와 크게 다르다고 제안합니다.
결과는 대사 항상성을 가진 노인 숙주의 장내 미생물이 숙주 건강을 지원할 수 있음을 의미합니다. 대조적으로, 제 2 형 당뇨병이있는 성인의 경우 장내 미생물 군집은 염증 경로를 유도 할 수 있습니다.
이 연구의 한계에는 여기에 제시된 것과 같은 통제 된 실험에서도 연구 과정 동안 미생물 군집이 변할 수 있다는 사실이 포함됩니다.
다른 미생물 대사 산물과 세포 경로가 역할을 할 수도 있지만 연구자들은이 연구에서이를 조사하지 않았습니다.
