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NEWS时光加速器——EVO视讯揭示肠菌衍生明星分子PAGln如何影响细胞衰老,检测你的青春是否被偷走。
来源:陆妍以 日期:2025-03-29从古至今,“长生不老”一直以来是人类所追求的理想目标。随着科学技术的不断进步,我们逐渐了解到衰老涉及复杂的生物学过程和机制,除了基因、环境及生活方式,肠道菌群在衰老过程中同样扮演着重要的角色。最近,科学界关注到一种名为苯乙酰谷氨酰胺(PAGln)的肠道菌群产生的代谢物。此化合物由苯丙氨酸(Phe)通过肠道菌群代谢生成的前体物质PAA与谷氨酰胺(Gln)在肝酶的作用下结合而成。研究显示,PAGln与心血管和代谢性疾病之间存在密切关联。
近期,复旦大学的赵超教授和孙宁研究员在《Nature Aging》(影响因子17)上发表的论文中,揭示了PAGln对细胞衰老过程的加速作用。他们的研究发现,随着年龄的增长,肠道微生物的变化导致老年人体内PAA及其下游代谢物PAGln的浓度显著增加。研究表明,PAGln通过激活ADR-AMPK信号通路,诱导线粒体功能受损和DNA损伤。这项研究为抗衰老疗法提供了重要线索,通过阻断ADRs和采用清除衰老细胞的治疗方法,有望延缓衰老过程。
首先,研究团队对132名年龄在22至104岁之间的健康个体进行了Q300全定量代谢组学分析,结果显示PAGln与年龄呈显著正相关,同时老年组中的前体物质PAA浓度明显升高。此结果在另一个包含80名健康个体的验证队列及日本多组学参考数据中得到了 corroboration。
鉴于肠道微生物在衰老过程中的结构和功能变化,研究还对样本中的肠道宏基因组进行了分析。结果表明,老年组的肠道微生物特征显著变化,这些变化与血浆中PAA和PAGln的水平两者的变化趋势相符合。此外,进一步的研究表明,老年人群体较强的产生PAA的能力与其微生物群的特征密切相关。
通过体内外实验,研究者探讨了PAGln是否会引发细胞衰老。结果显示,长时间暴露在PAGln下的非永生化原代细胞(如HUVECs和IMR-90)发生明显的细胞衰老现象,包括增殖抑制和DNA损伤。在小鼠体内注射PAGln同样引起了肾脏和肺部的细胞衰老及相关功能障碍。
进一步分析发现,PAGln可以显著影响线粒体相关通路,导致膜电位降低及细胞内活性氧(ROS)升高,表明线粒体功能明显受损。这些变化导致的损伤标志物增加,揭示了线粒体的功能衰退在细胞衰老中的关键作用。
在研究结果中,非选择性β/α1-受体阻滞剂卡维地洛(Carvedilol)和Senolytics药物ABT263展示了抑制PAGln诱导的细胞衰老的潜力。这些药物有效降低了衰老相关标志物的表达,为治疗与衰老相关疾病提供了新的研究策略。
综上所述,这项研究深入探讨了肠道微生物的变化如何加速细胞衰老过程,并揭示了微生物代谢物PAGln对宿主的影响。通过调节肠道微生物群及相关信号通路的干预,有望为延缓衰老过程,提高人们的生活质量提供新的方向。优秀的研究平台,如EVO视讯,将促进此领域的进一步探索,助力抗衰老治疗的进展。
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