七分饱+高纤维能改善菌群并延年益寿吗？
肠·道 | 七分饱+高纤维能改善菌群并延年益寿吗？
【图文实录】
列位晚上好，感谢热心肠师长教师的邀请。我是上海交通大学生命科学手艺学院微生物代谢国度重点尝试室的张晨虹。
我从读博士时代起头，就跟赵立平教员一路开展肠道菌群和慢性代谢性疾病，好比肥胖、Ⅱ型糖尿病的关系的一些研究。
不外今天呢，我想给大师分享的是菌群与衰老以及寿命。
永葆芳华，长生不老，这大要是全人类的一个胡想。
好比说，在海说神聊欧神话里面，伊顿女神是有一个芳华金苹果的，它可以帮忙海说神聊欧的诸神们连结他们的芳华。而中国也有神话传说，徐福东渡去给秦始皇寻找长生不老药。
在科学的成长过程中，我们对于本身的寿命、衰老等等过程中，都牵扯到了哪些通路，与什么有关系，也做出了良多的研究。
好比说，在人、小鼠、线虫等等的研究中，就发现过衰老是跟什么有关系呢？
是跟基因组的不变性下降、端粒长度的削减、表不雅遗传的改变、卵白组不变性的改变、对于营养感知的掉控、线粒体功能的损失、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旌旗灯号的改变等等有关。
可是，这些都是宿本家儿自身的一些改变。我们都知道，在肠道里有大量与我们共生的微生物。那么，这些小伙伴在我们的衰老和寿射中，到底有什么样的感化呢？
早在1907年，诺贝尔奖获得者梅契尼科夫就曾经提出过一个假说。他认为，肠道菌群所发生的一些有毒有害物质，进入到宿本家儿的轮回系统之后，会导致我们的衰老。
但这仅仅是一个假说，因为那时的研究前提还不许可对其进行验证。
跟着科学手艺的成长，我们对于菌群的熟悉越来越深切。
从出生之后，我们就成立起了肠道菌群，在当作年之后连结相对不变，陪伴我们平生。可是在进入衰老状况下，因为我们糊口体例、心理和免疫系统以及肠道特征的各种改变，我们的菌群也发生响应的转变。
有良多研究都比力了老年时辰和健康年青人的菌群到底有什么不同。此中有一个很大的特征，就是在衰老的过程中，放线菌门的菌是削减的，而变形菌门这类菌是增添的。当然，在分歧的人群的研究中，获得了良多分歧的结论。
我们的菌群跟着衰老到底是怎么改变的？微生物在宿本家儿衰老过程和寿射中的影响，其分子机制又是如何的？这些还需要进一步的研究。
科学家用一些简单的模式生物来研究，好比说秀丽隐杆线虫和黑腹果蝇。
为什么呢？因为它们的基因遗传布景长短常清晰的，并且它们的生命周期很是短。若是我们想用小鼠或者山公这样的模式生物来研究寿命和衰老，可能需要很是长的时候。
而线虫和果蝇的生命周期，只有几周的时候，甚至更短，是很好的模式动物。并且，它们的共生微生物也比力简单，所所以衰老研究中常用的模子。
好比说，在线虫的研究中，我们在尝试室里给线虫饲喂大肠杆菌OP50作为它的营养物质，因而这种菌也就当作为它的共生微生物。
科学家发现，分歧于哺乳动物，线虫自身不克不及够发生一种很是主要的旌旗灯号分子一氧化氮（NO），而要靠OP50来发生。一氧化氮可以或许调控线虫跟寿命相关的基因表达，所以在线虫寿射中是有感化的。
另一方面，大肠杆菌OP50的一个非编码DNA序列，跟线虫相关的寿命调控的一个基因很是的像，可以对这个基因进行必然的调控，也会影响线虫的寿命。
此外，细菌所发生的代谢物是可以或许影响线虫的寿命的。好比说，我们知道一个“神药”二甲双胍，它除了是Ⅱ型糖尿病的一线治疗药物之外，在良多的动物研究中都发现它能耽误寿命。
而经由过程线虫的研究就发现，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对于叶酸的合当作，削减了甲硫氨酸的形当作，从而影响了线虫的AMPK路子，耽误了线虫的寿命。
再一个方面，微生物会影响它的宿本家儿的营养状况。好比说，在寡营养状况下，给果蝇添加乳杆菌能改善果蝇的发展发育。
别的，分歧的菌株和菌种，对于宿本家儿寿命的影响是分歧的。线虫本来是糊口在土里的虫子，在尝试室里我们给它饲喂的是大肠杆菌OP50，可是它在泥土里吃的是别的的细菌。
线虫在吃那种细菌的时辰，寿命是比吃OP50的时辰要短的，即即是在OP50里插手1%的这种泥土来历的细菌，线虫的寿命城市缩短。
比来的一项研究中，科学家把大肠杆菌快要4000个基因进行别离的突变，获得了快要4000个突变株，发现此中有29个基因都跟线虫的寿命有关系。
这29个基因中有12个不仅跟寿命的长短有关，还跟衰老过程中肿瘤的发生、β-淀粉样卵白的沉积等等是有关的。
此中5个基因的感化的分子机制，是增添大肠杆菌发生的一种酸（荚膜多糖可拉酸），从而影响了线虫的线粒体功能，以及非折叠卵白的响应等等，进而影响了线虫的寿命。
这些都是在简单的模式生物中获得的一些结论。而我们知道，哺乳动物的肠道长短常很是复杂的，它里面的菌群长短常很是多的。那么菌群影响哺乳动物衰老和寿命的机制又是怎么样的呢？
比来的一项小鼠研究发现，衰老的小鼠菌群是会发生转变的，它会粉碎宿本家儿的肠樊篱功能，从而导致宿本家儿系统性炎症的增添。
若是把系统性炎症相关的一个很是主要的基因TNF-α敲除失落，老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，肠道菌群在衰老和寿射中，也同样有很主要的感化。可是到底此中的什么菌起到了这样的感化，还需要进一步的研究。而这些菌跟宿本家儿之间的分子对话具体又是如何的，也需要进一步的揭示。
菌群既然在衰老和寿射中这么主要，经由过程调控改善我们的菌群，好比用炊事干涉干与、益生元、益生菌，或者此刻很是风行的粪菌移植，把年青的健康的菌群移植给衰老的个别等等，经由过程这些干涉干与是不是可以耽误寿命、改善衰老呢？
最获得大师公认的一种可以或许耽误寿命的炊事干涉干与手段，就是节食——不引起营养不良的节食。大要削减进食量40%到20%这个水平，是不会引起营养不良的。
这种体例在线虫、蜘蛛、山公、鱼、小鼠、兔子等等很是很是多的生物中，都获得了证实，确实可以或许耽误寿命。
当然，要注重的是不克不及够引起营养不良，不克不及够过度节食。
那么节食在人的衰老和寿射中有没有感化呢？当然，做全生命周期的人的节食尝试，生怕不太实际。
可是，科学家进行了短期的两个月的节食研究，发现确实是可以或许改善人跟衰老相关的良多通路的表达。也就是说，是可以影响人的衰老和寿命的。
经由过程狗和山公的一个全生命周期的研究发现，节食所改变的宿本家儿的代谢物，是一些含有苯环的芬芳族化合物。
这些化合物都是肠道菌群跟宿本家儿的共代谢产品，也就是说，节食是可以或许显著改变菌群，而菌群在节食的感化中可能很主要。
所以，我们就跟营养所的刘勇传授合作，做了一个全生命周期的小鼠节食尝试。在小鼠断奶之后，给它削减进食量30%，一向到它天然灭亡。
我们发现，节食组相对于自由取食（吃饱）的小鼠，确实延缓了衰老，寿命增添了20%。C57这种小鼠的平均寿命大要是1000天，节食组的小鼠的寿命可以达到1300天摆布。
我们还发现，节食显著改变了小鼠的肠道菌群。
这个小鼠拥有一个很是特别的菌群布局，而此中发生转变的细菌，跟小鼠的寿命以及它的一些代谢指标都显著相关。
那么节食造当作了一个什么样的菌群呢？是一个以乳杆菌占绝对品貌的菌群。乳杆菌能占到几多呢？可以或许占到小鼠肠道细菌的20%。
大师都知道，一种类型的菌在肠道里占到20%以上，是一个很高很高的比例了。小鼠只需要节食14天，就可以形当作这么一个特别的菌群布局，陪伴节食小鼠平生。
别的一方面，这样一个菌群布局会使得菌群发生的一些抗原物质进入宿本家儿轮回系统削减，所以小鼠的系统性炎症也是降低的。
不仅如斯，我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毁伤和肠道干细胞削减，也有好转。也就是说，我用节食塑造一个比力优化的菌群之后，可以削减化疗药物所带来的肠道副感化。
既然这样一个以乳杆菌为本家儿的菌群布局这么主要，那么，占品貌很是高的乳杆菌到底是不是真正起到了耽误寿命、改善衰老的感化呢？
我们从节食小鼠中把这个乳杆菌分手了出来，获得了两株乳杆菌，发现它们是鼠乳杆菌，别离定名为CR141和CR147。
我们对这两株菌进行全基因组测序，发现它们的基因组很是很是的像，相似度有99.6%。当然，它们仍是有一些功能和基因是纷歧样的。
在体外试验中，我们就发现，只有此中一株菌CR147是有显著的抗炎感化的，可以或许削减Caco-2细胞由TNF-α诱导所发生的白介素8。只有CR147有这个感化，而CR141没有。
我们把CR147和CR141添加到大肠杆菌OP50里喂给线虫，发现只有CR147可以或许显著耽误线虫的寿命，而CR141没有这样的感化。那么像的两株菌，只有一个有这样的感化。
然后，我们采了老年小鼠的粪便，18个月的小鼠已经进入老年期了，它们的肠道菌群发生了很显著的转变。
我们收集了这些老年小鼠的粪便后，把这个CR147以高品貌比例掺进去，然后移植给无菌动物，发现CR147确实可以或许改善老年小鼠菌群所导致的肠樊篱功能粉碎和小鼠的系统性炎症。
也就是说，CR147确实对于老年小鼠具有庇护感化。
我们的这些研究申明，节食可以或许显著改变小鼠菌群，能塑造一个很是特异的以乳杆菌为本家儿的菌群，削减了菌群抗原进入宿本家儿的轮回系统，从而使得宿本家儿可以或许改善衰老、耽误寿命。
而这种感化具有菌株特异性，只有此中的CR147有减轻衰老相关系统性炎症的感化。
那么，这个研究对人到底有什么意义？良多人都在问，我能不克不及把这个鼠乳杆菌CR147作为益生菌吃进去来耽误寿命、延缓衰老呢？
我是这么想的，起首，我们要研究清晰CR147这株菌，为什么能有庇护肠樊篱和抗炎的感化。我们找到它对应的代谢物，或者是相关的一些卵白，可以开辟一些小分子的物质，也许能用光临床。
别的一方面，我们需要在人体里去寻找近似功能的菌，用来作为人的益生菌可能更为合适。
针对菌群的干涉干与，可以帮忙我们成立一个优化的肠道菌群布局，来帮忙我们耽误寿命、延缓衰老。
并且针对菌群的干涉干与，可能相对于针对人的干涉干与来说，要轻易得多。因为我们可以改变菌的培育基，也就是我们的饮食和营养等等，这样的体例可能更为平安和简单。
到底怎么吃可以抗衰老，可以耽误寿命呢？
适才那个小鼠尝试中，我们削减了小鼠进食量的30%，也就是说它其实是吃了七分饱。这个就与我们中国人的古老聪明——七分饱可以耽误寿命，不约而合。从动物研究看来确实是这样。
那么大师就会问，到底什么是七当作饱？对于小鼠，我们可以严酷节制进食量，人怎么办？
我可以告诉大师，七当作饱的感受大要是什么样子的：就是胃并没有感受到满，可是你进食的欲望已经下降了，本家儿动进食的速度也会降低，可是因为习惯你还会继续吃。
所以这个时辰就要转移本身的注重力，你转移了注重力就不会再继续进食了。这样就可以维持一个七分饱的状况。这可能是一个很好的体例，有利于大师的健康。
而别的一种针对菌群的干涉干与体例，就是增添我们摄入的炊事纤维的量。
高炊事纤维饮食对于菌群的改善，在慢性代谢性疾病以及衰老相关的一些其他疾病中，都是有很好的感化。关于这个方面的工作，在我们课题组已经有良多研究被报道了。
所以，作为科学家，作为研究菌群的人来说，我们会继续去解读菌群在宿本家儿寿命和衰老中的感化，以及它的分子机制，去找到真正关头的功能菌。
而对于在座的列位，但愿大师可以或许采用合理的炊事、七分饱、高炊事纤维等等，维持一个健康的肠道菌群布局，来帮忙大师延年益寿。
感谢！
（全文竣事）
“肠·道”是由热心肠研究院录制类TED演讲栏目，本文为第五期第一位演讲嘉宾张晨虹图文实录，视频请不雅看：http://www.mr-gut.cn/talks/s/6576a852c4354279882da02ca70d9b33
【演讲者简介】
张晨虹 上海交通大学微生物代谢国度重点尝试室研究员
热心肠智库专家
在肠道菌群与肥胖等代谢性疾病关系的范畴进行了近10年的研究，在经由过程营养调控肠道菌群改善肥胖和2型糖尿病方面做出了凸起当作果。博士论文被评为上海市优异博士论文。
本家儿持国度天然基金青年项目、入选上海市科委扬帆英才打算，入选第四批“国度万人打算”青年拔尖人才，在多项国度天然基金项目和“863”项目等科研课题中承担主要工作。
颁发SCI论文30余篇论文，此中以第一作者或通信作者在国际上具有影响力的杂志Science、Nature Communications、ISME Journal等颁发论文12篇。
- 发表于 2019-08-22 02:00
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