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肠·道 | 七分饱+高纤维,或改进菌群并延年益寿!

作者:admin 发布时间:2019-08-12 19:25:14 浏览次数:214
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“肠道”是由热心肠研讨院录制类TED讲演栏目,每周三、五按时更新,本文为第五期榜首位嘉宾张晨虹讲演图文实录,视频请观看:http://www.mr-gut.cn/talks/s/6576a852c4354279882da02ca70d9b33

导言:肠道菌群究竟怎样影响变老和寿数,为什么不引起养分不良的节食,或许可以经过调理肠道菌群并延年益寿?七分饱满高膳食纤维饮食为安在现代饮食中至关重要?

讲演者介绍

张晨虹 上海交通大学微生物代谢国家重点试验室研讨员;热心肠智库专家

在肠道菌群与肥壮等代谢性疾病联系的范畴进行了近10年的研讨,在经过养分调控肠道菌群改进肥壮和2型糖尿病方面做出了杰出效果。博士论文被评为上海市优异博士论文。

掌管国家天然基金青年项目、当选上海市科委扬帆英才方案,当选第四批“国家万人方案”青年优秀人才,在多项国家天然基金项目和“863”项目等科研课题中承当重要作业。

宣布SCI论文30余篇论文,其间以榜首作者或通讯作者在国际上具有影响力的杂志Science、Nature Communications、ISME Journal 等宣布论文12篇。

图文实录

各位晚上好,谢谢热心肠先生的约请。我是上海交通大学沈文裕被父亲毁了生命科学技术学院微生物代谢国家重点试验室的张晨虹。

我从读博士期间开端,就跟赵立平教师一同展开肠道菌群和缓慢代谢性疾病,比方肥壮、Ⅱ型糖尿病的联系的一些研讨。

不过今日呢,我想给咱们共享的是菌群与变老以肠·道 | 七分饱+高纤维,或改进菌群并延年益寿!及寿数。

永葆芳华,长生不老,这大约是全人类的一个愿望。

比方说,在北欧神话里边,伊顿女神是有一个芳华金苹果的,它可以协助北欧的诸神们坚持他们的芳华。而我国也有神话传说,徐福东渡去给秦始皇寻觅长生不老药。

在科学的开展进程中,咱们关于自己的寿数、变老等等进程中,都牵扯到了哪些通路,与什么有联系,也做出了许多的研讨。

比方说,在人、小鼠、线虫等等的研讨中,就发现过变老是跟什么有联系呢?

是跟基因组的安稳性下降、端粒长度的削减、表观遗传的改动、蛋白组安稳性的改动、关于养分感知的失控、线粒体功用的损失、细胞的老化以及干细胞的削减,还有细胞和细胞之间的对话的信号的改动等等有关。

可是,这些都是宿主本身的一些改动。咱们都知道,在肠道里有许多与咱们共生的微生物。那么,这些小伙伴在咱们的变老和寿数中,究竟有什么样的效果呢?

早在1907年,诺贝尔奖获得者梅契尼科夫就从前提出过一个假说。他以为,肠道菌群所发作的一些有毒有害物质,进入到宿主的循环系统之后,会导致咱们的变老。

但这仅仅是一个假说,由于其时的研讨条件还不答应对其进行验证。

跟着科学技术的开展,咱们关于菌群的知道越来越深化。

从出世之后,咱们就树立起了肠道菌群,在成年之后坚持相对安稳,随同咱们终身。可是在进入变老情况下,由于咱们生活方法、生理和免疫系统以及肠道特征的种种改动,咱们的菌群也发作相应的改动。

有许多研讨都比较了晚年时分和健康年青人的菌群究竟有什么不同。其间有一个很大的特征,便是在变老的进程中,放线菌门的菌是削减的,而变形菌门这类菌是添加的。当然,在不同的人群的研讨中,得到了许多不同的定论。

咱们的菌群跟着变老究竟是怎样改动的?微生物在宿主变老进程和寿数中的影响,其分子机制又是怎样的?这些还需求进一步的研讨。

科学家用一些简略的形式生物来研讨,比方说秀丽隐杆线虫和黑腹果蝇。

为什么呢?由于它们的基因遗传布景是十分清楚的,并且它们的生命周期十分短。假如咱们想用小鼠或许山公这样的形式生物来研讨寿数和变老,或许需求十分长的时刻。

而线虫和果蝇的生命周期,只要几周的时刻,乃至更短,是很好的形式动物。并且,它们的共生微生物也比较简略,所以是变老研讨中常用的模型。

比方说,在线虫的研讨中,咱们在试验室里给线虫饲喂大肠杆菌OP50作为它的养分物质,因此这种菌也就成为它的共生微生物。

科学家发现,不同于哺乳动物,线虫本身不可以发作一种十分重要的信号分子一氧化氮(NO),而要靠OP50来发作。一氧化氮可以调控线虫跟寿数相关的基因表达,所以在线虫寿数中是有效果的。

另一方面,大肠杆菌OP50的一个非编码DNA序列,跟线虫相关的寿数调控的一个基因十分的像,可以对这个基因进行必定的调控,也会影响线虫的寿数。

此外,细菌所发作的代谢物是可以影响线虫的寿数的。比方说,咱们知道一个“神药”二甲双胍,它除了是Ⅱ型糖尿病的一线医治药物之外,在许多的动物研讨中都发现它能延伸寿数。

而经过线虫的研讨就发现,肠·道 | 七分饱+高纤维,或改进菌群并延年益寿!二甲双胍不是直接影响线虫的通路的,而是影响了大肠杆菌OP50关于叶酸的组成,削减了甲硫氨酸的构成,然后影响了线虫的AMPK途径,延伸了线虫的寿数。

再一个方面,微生物会影响它的宿主的养分情况。比方说,在寡养分状况下,给果蝇添加乳杆菌能改进果蝇的生长发育。

别的,不同的菌株和菌种,关于宿主寿数的影响是不同的。线虫原来是生活在土里的虫子,在试验室里咱们给它饲喂的是大肠杆菌OP50,可是它在土壤里吃的是别的的细菌。

线虫在吃那种细菌的时分,寿数是比吃OP50的时分要短的,即便是在OP50里参加1%的这种土壤来历的细菌,线虫的寿数都会缩短。

最近的一项研讨中,科学家把大肠杆菌将近4000个基因进行别离的骤变,得到了将近4000个骤变株,发现其间有29个基因都跟线虫的寿数有联系。

这29个基因中有12个不只跟寿数的长短有关,还跟变老进程中肿瘤的发作、-淀粉样蛋白的堆积等等是有关的。

其间5个基因的效果的分子机制,是添加大肠杆菌发作的一种酸(荚膜多糖可拉酸),然后影响了线虫的线粒体功用,以及非折叠蛋白的呼应等等,然后影响了线虫的寿数。

这些都是在简略的形式生物中得到的一些定论。而咱们知道,哺乳动物的肠道是十分十分复杂的,它里边的菌群是十分十分多的。那么菌群影响哺乳动物变老和寿数的机制又是怎样样的呢?

最近的一项小鼠研讨发现,变老的小鼠菌群是会发作改动的,它会损坏宿主的肠屏障功用,然后导致宿主系统性炎症的添加。

假如把系统性炎症相关的一个十分重要的基因TNF-敲除去,晚年小鼠的菌群引起系统性炎症的影响就不存在了。

所以在哺乳动物里,肠道菌群在变老和寿数中,也相同有很重要的效果。可是究竟其间的什么菌起到了这样的效果,还需求进一步的研讨。而这些菌跟宿主之间的分子对话详细又是怎样的,也需求进一步的提醒。

菌群已然在变老和寿数中这么重要,经过调控改进咱们的菌群,比方用膳食干涉、益生元、益生菌,或许现在十分盛行的粪菌移植,把年青的健康的菌群移植给变老的个别等等,经过这些干涉是不是可以延伸寿数、改进变老呢?

最得到咱们公认的一种可以延伸寿数的膳食干涉手法,便是节食——不引起养分不良的节食。大约削减进食量40%到20%这个程度,是不会引起养分不良的。

这种方法在线虫、蜘蛛、山公、鱼、小鼠、兔子等等十分十分多的生物中,都得到了证明,的确可以延伸寿数。

当然,要注意的是不可以引起养分不良,不可以过度节食。

那么节食在人的变老和寿数中有没有效果呢?当然,做全生命周期的人的节食试验,恐怕不太实际。

可是,科学家进行了短期的两个月的节食研讨,发现的确是可以改进人跟变老相关的许多通路的表达。也便是说,是可以影响人的肠·道 | 七分饱+高纤维,或改进菌群并延年益寿!变老和寿数的。

经过狗和山公的一个全生命周期的研讨发现,节食所改动的宿主的代谢物,是一些含有苯环的芳香族化合物。

这些化合物都是肠道菌群跟宿主的共代谢产品,也便是说,节食是可以明显改动菌群,而菌群在节食的效果中或许很重要。

所以,咱们就跟养分所的刘勇教授协作,做了一个全生命周期的小鼠节食试验。在小鼠断奶之后,给它削减进食量30%,一直到它天然逝世。

咱们发现,节食组相关于自在取食(吃饱)的小鼠,的确推迟了变老,寿数添加了20%。C57这种小鼠的平均寿数大约是1000天,节食组的小鼠的寿数可以到达1300天左右。

咱们还发现,节食明显改动了小鼠的肠道菌群。

这个小鼠具有一个十分特别的菌群结构,而其间发作改动的细菌,跟小鼠的寿数以及它的一些代谢目标都明显相关。

那么节食造成了一个什么样的菌群呢?是一个以乳杆菌占肯定丰度的菌群。乳杆菌能占到多少呢?可以占到小鼠肠道细菌的20%。

咱们都知道,一种类型的菌在肠道里占到20%以上,是一个很高很高的份额了。小鼠只需求节食14天,就可以构成这么一个特别的菌群结构,随同节食小鼠终身。

别的一方面,这样一个菌群结构会使得菌群发作的一些抗原物质进入宿主循环系统削减,所以小鼠的系统性炎症也是下降的。

不只如此,咱们给节食小鼠打针化疗药物,发现化疗药物所导致的肠粘膜损害和肠道干细胞削减,也有好转。也便是说,我用节食刻画一个比较优化的菌群之后,可以削减化疗药物所带来的肠道副效果。

已然这样一个以乳杆菌为主的菌群结构这么重要,那么,占丰度十分高的乳杆菌究竟是不是真实起到了延伸寿数、改进变老的效果呢?

咱们从节食小鼠中把这个乳杆菌分离了出来,得到了两株乳杆菌,发现它们是鼠乳杆菌,别离命名为CR141和CR147。

咱们对这两株菌进行全基因组测序,发现它们的基因组十分十分的像,相似度有99.6%。当然,它们仍是有一些功用和基因是不一样的。

在体外试验中,咱们就发现,只要其间一株菌CR147是有明显的抗炎效果的,可以削减Caco-2细胞由TNF-诱导所发作的白介素8。只要CR147有这个效果,而CR141没有。

咱们把CR147和CR141添加到大肠杆菌OP50里喂给线虫,发现只要CR147可以明显延伸线虫的寿数,而CR141没有这样的效果。那么像的两株菌,只要一个有这样的效果。

然后,咱们采了晚年小鼠的粪便,18个月的小鼠现已进入晚年期了,它们的肠道菌群发作了很明显的改动。

咱们收集了这些晚年小鼠的粪便后,把这个CR147以高丰度份额掺进去,然后移植给无菌动物,发现CR147的确可以改进晚年小鼠菌群所导致的肠屏障功用损坏和小鼠的系统性炎症。

也便是说,CR147的确关于晚年小鼠具有维护效果。

咱们的这些研讨阐明,节食可以明显改动小鼠菌群,能刻画一个十分特异的以乳杆菌为主的菌群,削减了菌群抗原进入宿主的循环系统,然后使得宿主可以改进变老、延伸寿数。

而肠·道 | 七分饱+高纤维,或改进菌群并延年益寿!这种效果具有菌株特异性,只要其间的CR147有减轻变老相联系统性炎症的效果。

那么,这个研讨对人究竟有什么含义?许多人都在问,我能不能把这个鼠乳杆菌CR147作为益生菌吃进去来延伸寿数、推迟变老呢?

我是这么想的,首要,咱们要研讨清楚CR147这株菌,为什么能有维护肠屏障和抗炎的效果。咱们找到它对应的代谢物,或许是相关的一些蛋白,可以开发一些小分子的物质,或许能用到临床。

别的一方面,咱们需求在人体里去寻觅相似功用的菌,用来作为人的益生菌或许更为适宜。

针对菌群的干涉,可以协助咱们树立一个优化的肠道菌群结构,来协助咱们延伸寿数、推迟变老。

并且针对菌群的干涉,或许相关于针对人的干涉来说,要简略得多。由于咱们可以改动菌的培养基,也便是咱们的饮食和养分等等,这样的方法或许更为安全和简略。

究竟怎样吃可以抗变老,可以延伸寿数呢?

方才那个小鼠试验中,咱们削减了小鼠进食量的30%,也便是说它其实是吃了七分饱。这个就与咱们我国人的陈旧才智——七分饱可以延伸寿数,不约而同。从动物研讨看来的确是这样。

那么咱们就会问,究竟什么是七成饱?关于小鼠,咱们可以严格控制进食量,人怎样办?

我可以告知咱们,七成饱的感觉大约是什么姿态的:便是胃并没有感觉到满,可是你进食的愿望现已下降了,自动进食的速度也会下降,可是由于习气你还会持续吃。

所以这个时分就要搬运自己的注意力,你搬运了注意力就不会再持续进食了。这样就可以保持一个七分饱的状况。这或许是一个很好的方法,有利于咱们的健康。

而别的一种针对菌群的干涉方法,便是添加咱们摄入的膳食纤维的量。

高膳食纤维饮食关于菌群的改进,在缓慢代谢性疾病以及变老相关的一些其他疾病中,都是有很好的效果。关于这个方面的作业,在咱们课题组现已有许多研讨被报导了。

所以,作为科学家,作为研讨菌群的人来说,咱们会持续去解读菌群在宿主寿数和变老中的效果,以及它的分子机制,去找到真实要害的功用菌。

而关于在座的各位,期望咱们可以选用合理的膳食、七分饱、高膳食纤维等等,保持一个健康的肠道菌群结构,来协助咱们延年益寿。

谢谢!

(全文完毕)

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