《自然》子刊：肠菌中有青春密码！科学家首次发现给衰老小鼠移植年轻小鼠肠菌，可以改善认知功能 | 科学...
肠道中居住着数以万亿计的肠道微生物，它们深刻参与机体的各种生理过程，因此经常有科学家说，肠道是人体的第二大脑。
这个说法确实很有道理。
近期，爱尔兰的科学家在《自然·衰老》杂志上发表论文，他们发现，给衰老的小鼠移植年轻小鼠的肠菌，竟然能够显著改善小鼠的认知行为能力。进一步分析发现，“年轻”的肠菌逆转了衰老带来的免疫和代谢差异，这意味着粪菌移植或许能够成为“治疗衰老”的方法。
衰老是个漫长而复杂的过程。在衰老过程中，代谢和免疫会逐渐发生改变，导致大脑功能紊乱和认知行为能力下降。
与此同时，其实肠菌也在逐渐发生改变。此前有研究发现，衰老相关的微生物群能够对年轻的宿主产生影响，包括但不限于宿主免疫、神经发生和认知变化。有研究者在鱼类中进行了实验，发现将幼鱼的微生物群移植到中年鱼体内，能够有效改善它们的运动能力并提高寿命。
今天要介绍的这项研究，则是首次在哺乳动物中发现，肠菌移植能够起到“逆龄”的效果。
在这项研究中，研究者们收集了3-4个月大的幼龄小鼠的粪便微生物，并把它们移植到19-20个月大的衰老小鼠中。作为对照，另外两组小鼠分别为年轻小鼠移植年轻肠菌，以及为衰老小鼠移植衰老肠菌。
在移植4周后，研究者们分析了小鼠的肠菌组成，发现虽然移植前年轻小鼠和衰老小鼠肠菌的β多样性存在明显差异，但在移植后差异被“抹平”了。总的来说，有20个菌属发生了显著的改变，包括有名的益生菌肠球菌。肠球菌在衰老小鼠中减少，但移植年轻小鼠肠菌后丰度显著增加。
移植后衰老小鼠的肠菌组成向年轻迁移
从功能上看，移植年轻小鼠肠菌后肠菌的丙酸合成和乙酸降解显著减少了。短链脂肪酸参与调节免疫细胞功能、肠脑轴以及衰老，显然，这些相应的功能也会发生改变。
研究者们首先分析了肠系淋巴结（MLN）和循环中的免疫细胞，发现衰老小鼠中，早期活化的CD8+T细胞大量增加，而年轻肠菌移植显著逆转了这一现象，与CD8+T活化有关的CD103+树突状细胞数量也有所减少。此外，外周中年龄相关的IL-10水平升高也得到了改善。
再看看大脑中发生了什么。
小胶质细胞对脑功能至关重要，它是认知调节、神经支持等生理过程必不可少的一环。在多种神经退行性疾病中，小胶质细胞被大量激活，它们的细胞体增大是非常显著的特征。研究者发现，在衰老小鼠中，同样出现了小胶质细胞细胞体的显著增大，而肠菌移植能够逆转这一表型。
移植后小胶质细胞细胞体增大的现象显著改善（右）
研究者还发现，小胶质细胞中有六个基因，Trem2、Dap12、C1qb、Gpr84、Fcgr2b和Tlr13的水平发生了显著的改变。这些基因在包括阿尔茨海默病在内的多种神经系统疾病中，表现出了与认知改变的关联。
与认知相关最为紧密的脑区，海马体也出现了显著的改变。研究者发现，在肠菌移植后，有35种会随衰老显著改变的代谢物恢复到了衰老前的水平，包括与衰老相关的视黄醇、γ-羟基丁酸、N-乙醇基神经酰胺等与认知和神经炎症有关的代谢物。
最后，研究者测试了小鼠的认知能力，发现肠菌移植能够显著改善衰老小鼠的空间记忆能力，且对焦虑具有一定的改善作用。
肠菌移植显著改善了衰老小鼠的认知能力
当然啦，这项研究只是比较初步的探索，还留下了不少问题等待后续解决。比如真正起效的到底是肠菌还是肠菌的代谢物？能具体到菌种吗？经过热处理的肠菌能起到同样的效果吗？肠菌影响是否存在性别差异？……
希望科学家快快研究，让咱们的第二大脑也动起来！
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参考资料：
[1] https://www.nature.com/articles/s43587-021-00093-9
[2] https://www.nature.com/articles/d41586-021-02184-4
本文作者 | 代丝雨