חיידקי מעיים מובהקים שזוהו אצל תומנים הקשורים להזדקנות ובריאות

מחקר חושף חיידקי מעיים ייחודיים אצל קשישים בסינגפור, וחושף כיצד המיקרוביום יכול להחזיק את המפתח להזדקנות בריאה יותר

במחקר שפורסם לאחרונה ב תקשורת טבעחוקרים חקרו את תפקוד המיקרוביום של המעי בהזדקנות באמצעות רצפים מטאנומיים עמוקים של רובה ציד של קשישים בסינגפור.

רֶקַע

השכיחות הגוברת של הפרעות כרוניות הקשורות להזדקנות באסיה מיוחסת לשינויים דמוגרפיים מהירים. היעדר נתונים באיכות גבוהה in vivo מקשה על הבנת התפקידים המסובכים של משתנים מיקרוביאליים במעיים בהזדקנות בריאה. קיים צורך למצוא טיפולים תזונתיים, ותרופתיים להזדקנות בריאה בקרב תרבויות אסיה.

מחקרים גילו קשרים בין מיקרוביוטה של ​​המעי לגיל, עם מסלולים שונים הקשורים למין ולגיל. מדדי הזדקנות בריאה ושבריריות קשורים למצב המיקרוביוטה של ​​המעיים, ומגוון ההרכבים עשוי להיות סמן ביולוגי להזדקנות בריאה. גודל העוקבה וטווח הגילאים פוגעים בניסיונות להגדיר את המיקרוביום של המעי אצל אנשים מבוגרים המשתמשים במטאנומיה של רובה ציד.

לגבי המחקר

במחקר הנוכחי, החוקרים חקרו שינויים במיקרוביום המעי ברמת המינים כפונקציה של הגיל אצל בני הקהילה החיים בסינגפור.

מערכי נתונים של המחקר כללו SG90 (234 אנשים בגילאי 77 עד 97 שנים), SPMP (109 אנשים בגילאי 53 עד 74 שנים), מחקר סוכרת מסוג 2 (171 אנשים בגילאי 21 עד 70 שנים), ו-CPE (82 אנשים בגילאי 21 עד 80 שנים). ). המשתתפים סיפקו דגימות דם להערכת גלוקוז בדם בצום, טריגליצרידים, ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה (LDL), ליפופרוטאין בצפיפות גבוהה (HDL), כולסטרול כולל, חלבון C-reactive ברגישות גבוהה (hs-CRP), אספרטאט אמינוטרנספראז (AST), אלנין טרנסמינאז (ALT) וויטמין B₁₂ רמות.

דגימות הצואה שלהם עברו רצף מטגנומי ברובה ציד כדי לחשוף פרופילים טקסונומיים ברמת המינים ברזולוציה גבוהה. החוקרים תיקנו את הפרופילים הללו עבור השפעות אצווה תוך שימוש בקבוצת גיל כמשתנה. הם חילצו חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA) מדגימות הצואה לצורך העשרה של תגובת שרשרת פולימראז (PCR).

חוקרים ביצעו ניתוח משותף ברמת המינים וכימתו את ביטויי הגנים ושפע המסלולים. ניתוח מסלולים מטבוליים הצביע על ארבעת המסלולים העיקריים לייצור בוטיראט. הצוות גם ביצע ניתוחי מגוון תפקודי ומיקרוביאלי. הם קשרו מיקרוביוטה מעיים עם סמנים ראשוניים לבריאות קרדיומטבולית, בריאות כבד ודלקת כדי לזהות תפקודים מיקרוביאליים נוספים של המעיים הקשורים להזדקנות בריאה.

החוקרים השלימו לעכברי C57BL6/J עם 4% סידן אלפא-קטוגלוטרט (AKG) וניתחו את הרצפים המטגנומיים של רובה הציד הצואה שלהם לאחר שלושה חודשים. ניתוח רשת מטבולית הניב ערכי אינדקס תמיכה מטבולי (MSI) עבור המינים שזוהו בנוגע לחיידקי מעיים. רשת HMP Unified Metabolic Analysis Network (HUMAnN2) קבעה את השפע היחסי של מסלולים מיקרוביאליים במטאנומים של המעיים תוך שימוש באנציקלופדיה של קיוטו של גנים וגנומים (KEGG) כהתייחסות.

מודלים ליניאריים כלליים (GLM) ורגרסיות לוגיסטיות עם ניתוח רב-משתני פרמוטציוני של שונות (PERMANOVA) זיהו חיידקי מעיים הקשורים לגיל ולפנוטיפים קליניים. כדי להעריך את יכולת השחזור של ממצאי המחקר, החוקרים זיהו אסוציאציות של חיידקים בשש קבוצות נוספות ממוצא מערבי ואסייתי. הם נרמלו נתונים באמצעות קנה מידה מצטבר (CSS), קנה מידה סכום כולל (TSS) וטכניקות ניתוח אסוציאציות.

תוצאות

היו שינויים ספציפיים הקשורים לגיל במיקרוביום המעי המאופיין בעושר מיקרוביאלי מופחת, Firmicutesו פאראסוטרלה נחשב. לעומת זאת, ההזדקנות העשירה את מגוון הבטא ב- מעיים, Acidaminococcaceae סוּג, Bacteroides xylanisolvensו אליסטיפס שאהי. שינויים אלו מצביעים על התרחבות מטבולית פוטנציאלית אצל אנשים מבוגרים לעבר מסלולים המשתמשים בחומצות אמינו כגון L-lysine כמבשרים ביחס למסלול ייצור פירובט לבוטירט. גיל מתקדם ירד Roseburia inulinivorans ו Faecalibacterium prausnitziiחיידקים חיוניים לייצור בוטיראט.

הרחבת התגליות הללו לפרמטרים קליניים מרכזיים חשפה יותר מעשרה קשרים חזקים עם תפקוד דלקתי, קרדיומטבולי וכבד. אלה כללו פאתוביונטים כמו Klebsiella pneumoniae ו פרוביוטיקה פוטנציאלית כמו Parabacteroides goldsteinii. הממצאים מדגישים את חשיבות המיקרוביום כאינדיקטור להזדקנות בריאה.

מסלולי חילוף החומרים של סוכר מפותחים יותר אצל אנשים צעירים יותר, בעוד שפירוק מונו-די ופוליסכרידים מפותח יותר בקרב קשישים. מסלולים גליקוליטיים מיקרוביאליים למטבוליזם פשוט של סוכר נפוצים יותר בקרב אנשים בריאים מעל גיל 90. אנשים צעירים נוטים לקבל יותר מסלולי מטבוליזם של שומנים מיקרוביאליים, ואילו למבוגרים יש יותר מסלולי חילוף חומרים של חומצות אמינו.

תוספת AKG תזונתית בעכברים קשישים הגדילה את אורך החיים, הקלה על דלקת והפחתה את אינדיקטורים של שבריריות. רצפים מטאנומיים של רובה ציד בדגימות צואה של עכברים עם תוספת AKG חשפו צמיחה דומה במסלולי סינתזת בוטיראט בעכברים בגיל בריא. המסלולים המעורבים בהמרת ליזין לבוטיראט הראו את ההעשרה הגבוהה ביותר. רמות גבוהות של hs-CRP מתייחסות Escherichia coli ו סטרפטוקוקוס מינים, שניהם קשורים לדלקת מפרקים שגרונית, אשר מתפתחת לעתים קרובות באמצע החיים.

מַסְקָנָה

המחקר הראה שינוי בעושר המיקרוביאלי ובגילדות תפקודיות הקשורות להזדקנות, כלומר במעיים של אסייתים זקנים. Bacteroides המינים היו התורמים המשמעותיים ביותר. החוקרים גילו מתאמים חזקים ברמת המין בין חיידקי מעיים, סמנים קליניים ותסמינים הקשורים להזדקנות. עושר המינים ירד עם הגיל, למרות שמגוון הבטא עלה בטווחי גילאים קיצוניים.

הגיוון במגמות העושר והייחודיות בין קבוצות מחייבות חקירה נוספת באמצעות מערכי נתונים עקביים ואולי, רצף קריאה ארוך. הקשרים שהתגלו יכולים לשמש כסמנים ביולוגיים להזדקנות בריאה ולזיהוי מי שנמצאים בסיכון להפרעות הקשורות לגיל.