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《自然》子刊：腸菌中有青春密碼！移植年輕小鼠腸菌，可以改善小鼠認知功能

腸道中居住著數以萬億計的腸道微生物 ， 它們深刻參與機體的各種生理過程 ， 因此經常有科學家說 ， 腸道是人體的第二大腦 。
這個說法確實很有道理 。
近期 ， 愛爾蘭的科學家在《自然·衰老》雜志上發表論文 ， 他們發現 ， 給衰老的小鼠移植年輕小鼠的腸菌 ， 竟然能夠顯著改善小鼠的認知行為能力 。 進一步分析發現 ， “年輕”的腸菌逆轉了衰老帶來的免疫和代謝差異 ， 這意味著糞菌移植或許能夠成為“治療衰老”的方法 。
《自然》子刊：腸菌中有青春密碼！移植年輕小鼠腸菌，可以改善小鼠認知功能
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衰老是個漫長而復雜的過程 。 在衰老過程中 ， 代謝和免疫會逐漸發生改變 ， 導致大腦功能紊亂和認知行為能力下降 。
與此同時 ， 其實腸菌也在逐漸發生改變 。 此前有研究發現 ， 衰老相關的微生物群能夠對年輕的宿主產生影響 ， 包括但不限于宿主免疫、神經發生和認知變化 。 有研究者在魚類中進行了實驗 ， 發現將幼魚的微生物群移植到中年魚體內 ， 能夠有效改善它們的運動能力并提高壽命 。
今天要介紹的這項研究 ， 則是首次在哺乳動物中發現 ， 腸菌移植能夠起到“逆齡”的效果 。
【《自然》子刊：腸菌中有青春密碼！移植年輕小鼠腸菌，可以改善小鼠認知功能】在這項研究中 ， 研究者們收集了3-4個月大的幼齡小鼠的糞便微生物 ， 并把它們移植到19-20個月大的衰老小鼠中 。 作為對照 ， 另外兩組小鼠分別為年輕小鼠移植年輕腸菌 ， 以及為衰老小鼠移植衰老腸菌 。
在移植4周后 ， 研究者們分析了小鼠的腸菌組成 ， 發現雖然移植前年輕小鼠和衰老小鼠腸菌的β多樣性存在明顯差異 ， 但在移植后差異被“抹平”了 。 總的來說 ， 有20個菌屬發生了顯著的改變 ， 包括有名的益生菌腸球菌 。 腸球菌在衰老小鼠中減少 ， 但移植年輕小鼠腸菌后豐度顯著增加 。
《自然》子刊：腸菌中有青春密碼！移植年輕小鼠腸菌，可以改善小鼠認知功能
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移植后衰老小鼠的腸菌組成向年輕遷移
從功能上看 ， 移植年輕小鼠腸菌后腸菌的丙酸合成和乙酸降解顯著減少了 。 短鏈脂肪酸參與調節免疫細胞功能、腸腦軸以及衰老 ， 顯然 ， 這些相應的功能也會發生改變 。
研究者們首先分析了腸系淋巴結（MLN）和循環中的免疫細胞 ， 發現衰老小鼠中 ， 早期活化的CD8+T細胞大量增加 ， 而年輕腸菌移植顯著逆轉了這一現象 ， 與CD8+T活化有關的CD103+樹突狀細胞數量也有所減少 。 此外 ， 外周中年齡相關的IL-10水平升高也得到了改善 。
再看看大腦中發生了什么 。
小膠質細胞對腦功能至關重要 ， 它是認知調節、神經支持等生理過程必不可少的一環 。 在多種神經退行性疾病中 ， 小膠質細胞被大量激活 ， 它們的細胞體增大是非常顯著的特征 。 研究者發現 ， 在衰老小鼠中 ， 同樣出現了小膠質細胞細胞體的顯著增大 ， 而腸菌移植能夠逆轉這一表型 。
移植后小膠質細胞細胞體增大的現象顯著改善（右）
研究者還發現 ， 小膠質細胞中有六個基因 ， Trem2、Dap12、C1qb、Gpr84、Fcgr2b和Tlr13的水平發生了顯著的改變 。 這些基因在包括阿爾茨海默病在內的多種神經系統疾病中 ， 表現出了與認知改變的關聯 。
與認知相關最為緊密的腦區 ， 海馬體也出現了顯著的改變 。 研究者發現 ， 在腸菌移植后 ， 有35種會隨衰老顯著改變的代謝物恢復到了衰老前的水平 ， 包括與衰老相關的視黃醇、γ-羥基丁酸、N-乙醇基神經酰胺等與認知和神經炎癥有關的代謝物 。
最后 ， 研究者測試了小鼠的認知能力 ， 發現腸菌移植能夠顯著改善衰老小鼠的空間記憶能力 ， 且對焦慮具有一定的改善作用 。