中科院遗传发育所“国家杰青”团队在一区top期刊（IF5y=9.7）发表土壤微生物衍生分子调控宿主健康和衰老机制方面的研究成果
学术
2024-11-23 18:43
法国
肠道微生物的多样性极为丰富，其所携带的基因组数目是人类自身的150多倍，对宿主的健康和生理机能有着不可或缺的影响。当微生态平衡遭到破坏时，可能会诱发包括消化系统疾病、心血管疾病和神经系统疾病在内的多种病症，并加快个体的老化进程。近年来，利用调节肠道微生物群落的方法，比如服用益生菌或进行粪便微生物移植来改善健康的策略受到了科研界的高度重视。不过，这些方法在实际操作中面临着诸如细菌定植难题和移植风险等挑战，因此，寻找微生物来源的小分子来调节宿主健康和延缓衰老成为了研究的新焦点。2024年11月19日，中国科学院遗传与发育生物学研究所田烨研究组与白洋研究组在《Aging Cell》杂志在线发表题为“The soil Mycobacterium sp. Promotes Health and Longevity through Different Bacteria-derived Molecules in Caenorhabditis elegans”的研究论文。这项研究揭示了来源于拟南芥根际环境的分枝杆菌（Mycobacterium sp.）产生的三类活性分子——多糖、阿拉伯半乳聚糖修饰肽聚糖以及极性脂质，能够通过不同的机制帮助宿主抵抗衰老过程，并优化与衰老相关的生理状态。田烨研究组利用秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis. elegans）作为实验模型，基于白洋研究员建立的拟南芥根际微生物资源库，成功筛选出了数种能延缓线虫衰老过程的土壤微生物。在这之中，一种名为Mycobacterium sp. Root265的分枝杆菌展现出了最强的延寿能力，它不仅能提高线虫的活动水平，保持肠道屏障的功能，还能减缓神经退化指标BAS-1的下降速度，同时改善蛋白质的稳定性。深入的遗传学分析显示，Root265的抗老化效果是由转录因子DAF-16和SKN-1的调节作用所介导的。通过化学手段分离并鉴定了Root265产生的三类活性成分后，研究人员发现，无论是多糖、阿拉伯半乳聚糖修饰肽聚糖还是极性脂质，都能够不同程度地增加线虫的寿命。此外，多糖的抗老化作用需要依赖于DAF-16转录因子，而阿拉伯半乳聚糖修饰肽聚糖和极性脂质则是通过不依赖DAF-16的路径来发挥作用的。特别值得注意的是，这三种分子在协同作用下可以更加显著地延长线虫的生命期并改善其健康状况。图2：Mycobacterium sp. Root265菌株衍生的三类活性物质均显著延长线虫寿命此研究不仅证明了特定土壤微生物及其衍生物在对抗衰老方面的重要作用，还强调了从微生物中获取的化合物可能作为新的抗衰老治疗手段的巨大潜力。该研究为理解微生物与宿主之间的互动机制开辟了新的视野，并为开发抗衰老药物及筛选具有价值的微生物资源打下了坚实的理论基础。该研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所田烨研究组与白洋研究组成。田烨研究组已出站博士后刘莉萌及博士生郝旭昇为论文的共同第一作者，刘莉萌博士、白洋研究员及田烨研究员为共同通讯作者。该研究得到科技部国家重点研发计划，国家自然科学基金委项目，中国科学院战略性先导科技专项（B类），中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划、新基石科学基金会等资助。![]()
