七分飽+高纖維能改善菌群并延年益壽嗎？
腸·道 | 七分飽+高纖維能改善菌群并延年益壽嗎？
【圖文實錄】
列位晚上好，感謝熱心腸師長教師的邀請。我是上海交通大學生命科學手藝學院微生物代謝國度重點嘗試室的張晨虹。
我從讀博士時代起頭，就跟趙立平教員一路開展腸道菌群和慢性代謝性疾病，好比肥胖、Ⅱ型糖尿病的關系的一些研究。
不外今天呢，我想給大師分享的是菌群與衰老以及壽命。
永葆芳華，長生不老，這大要是全人類的一個胡想。
好比說，在海說神聊歐神話里面，伊頓女神是有一個芳華金蘋果的，它可以幫忙海說神聊歐的諸神們連結他們的芳華。而中國也有神話傳說，徐福東渡去給秦始皇尋找長生不老藥。
在科學的成長過程中，我們對于本身的壽命、衰老等等過程中，都牽扯到了哪些通路，與什么有關系，也做出了良多的研究。
好比說，在人、小鼠、線蟲等等的研究中，就發現過衰老是跟什么有關系呢？
是跟基因組的不變性下降、端粒長度的削減、表不雅遺傳的改變、卵白組不變性的改變、對于營養感知的掉控、線粒體功能的損失、細胞的老化以及干細胞的削減，還有細胞和細胞之間的對話的旌旗燈號的改變等等有關。
可是，這些都是宿本家兒自身的一些改變。我們都知道，在腸道里有大量與我們共生的微生物。那么，這些小伙伴在我們的衰老和壽射中，到底有什么樣的感化呢？
早在1907年，諾貝爾獎獲得者梅契尼科夫就曾經提出過一個假說。他認為，腸道菌群所發生的一些有毒有害物質，進入到宿本家兒的輪回系統之后，會導致我們的衰老。
但這僅僅是一個假說，因為那時的研究前提還不許可對其進行驗證。
跟著科學手藝的成長，我們對于菌群的熟悉越來越深切。
從出生之后，我們就成立起了腸道菌群，在當作年之后連結相對不變，陪伴我們平生。可是在進入衰老狀況下，因為我們糊口體例、心理和免疫系統以及腸道特征的各種改變，我們的菌群也發生響應的轉變。
有良多研究都比力了老年時辰和健康年青人的菌群到底有什么不同。此中有一個很大的特征，就是在衰老的過程中，放線菌門的菌是削減的，而變形菌門這類菌是增添的。當然，在分歧的人群的研究中，獲得了良多分歧的結論。
我們的菌群跟著衰老到底是怎么改變的？微生物在宿本家兒衰老過程和壽射中的影響，其分子機制又是如何的？這些還需要進一步的研究。
科學家用一些簡單的模式生物來研究，好比說秀麗隱桿線蟲和黑腹果蠅。
為什么呢？因為它們的基因遺傳布景長短常清晰的，并且它們的生命周期很是短。若是我們想用小鼠或者山公這樣的模式生物來研究壽命和衰老，可能需要很是長的時候。
而線蟲和果蠅的生命周期，只有幾周的時候，甚至更短，是很好的模式動物。并且，它們的共生微生物也比力簡單，所所以衰老研究中常用的模子。
好比說，在線蟲的研究中，我們在嘗試室里給線蟲飼喂大腸桿菌OP50作為它的營養物質，因而這種菌也就當作為它的共生微生物。
科學家發現，分歧于哺乳動物，線蟲自身不克不及夠發生一種很是主要的旌旗燈號分子一氧化氮（NO），而要靠OP50來發生。一氧化氮可以或許調控線蟲跟壽命相關的基因表達，所以在線蟲壽射中是有感化的。
另一方面，大腸桿菌OP50的一個非編碼DNA序列，跟線蟲相關的壽命調控的一個基因很是的像，可以對這個基因進行必然的調控，也會影響線蟲的壽命。
此外，細菌所發生的代謝物是可以或許影響線蟲的壽命的。好比說，我們知道一個“神藥”二甲雙胍，它除了是Ⅱ型糖尿病的一線治療藥物之外，在良多的動物研究中都發現它能耽誤壽命。
而經由過程線蟲的研究就發現，二甲雙胍不是直接影響線蟲的通路的，而是影響了大腸桿菌OP50對于葉酸的合當作，削減了甲硫氨酸的形當作，從而影響了線蟲的AMPK路子，耽誤了線蟲的壽命。
再一個方面，微生物會影響它的宿本家兒的營養狀況。好比說，在寡營養狀況下，給果蠅添加乳桿菌能改善果蠅的發展發育。
別的，分歧的菌株和菌種，對于宿本家兒壽命的影響是分歧的。線蟲本來是糊口在土里的蟲子，在嘗試室里我們給它飼喂的是大腸桿菌OP50，可是它在泥土里吃的是別的的細菌。
線蟲在吃那種細菌的時辰，壽命是比吃OP50的時辰要短的，即即是在OP50里插手1%的這種泥土來歷的細菌，線蟲的壽命城市縮短。
比來的一項研究中，科學家把大腸桿菌快要4000個基因進行別離的突變，獲得了快要4000個突變株，發現此中有29個基因都跟線蟲的壽命有關系。
這29個基因中有12個不僅跟壽命的長短有關，還跟衰老過程中腫瘤的發生、β-淀粉樣卵白的沉積等等是有關的。
此中5個基因的感化的分子機制，是增添大腸桿菌發生的一種酸（莢膜多糖可拉酸），從而影響了線蟲的線粒體功能，以及非折疊卵白的響應等等，進而影響了線蟲的壽命。
這些都是在簡單的模式生物中獲得的一些結論。而我們知道，哺乳動物的腸道長短常很是復雜的，它里面的菌群長短常很是多的。那么菌群影響哺乳動物衰老和壽命的機制又是怎么樣的呢？
比來的一項小鼠研究發現，衰老的小鼠菌群是會發生轉變的，它會粉碎宿本家兒的腸樊籬功能，從而導致宿本家兒系統性炎癥的增添。
若是把系統性炎癥相關的一個很是主要的基因TNF-α敲除失落，老年小鼠的菌群引起系統性炎癥的影響就不存在了。
所以在哺乳動物里，腸道菌群在衰老和壽射中，也同樣有很主要的感化。可是到底此中的什么菌起到了這樣的感化，還需要進一步的研究。而這些菌跟宿本家兒之間的分子對話具體又是如何的，也需要進一步的揭示。
菌群既然在衰老和壽射中這么主要，經由過程調控改善我們的菌群，好比用炊事干涉干與、益生元、益生菌，或者此刻很是風行的糞菌移植，把年青的健康的菌群移植給衰老的個別等等，經由過程這些干涉干與是不是可以耽誤壽命、改善衰老呢？
最獲得大師公認的一種可以或許耽誤壽命的炊事干涉干與手段，就是節食——不引起營養不良的節食。大要削減進食量40%到20%這個水平，是不會引起營養不良的。
這種體例在線蟲、蜘蛛、山公、魚、小鼠、兔子等等很是很是多的生物中，都獲得了證實，確實可以或許耽誤壽命。
當然，要注重的是不克不及夠引起營養不良，不克不及夠過度節食。
那么節食在人的衰老和壽射中有沒有感化呢？當然，做全生命周期的人的節食嘗試，生怕不太實際。
可是，科學家進行了短期的兩個月的節食研究，發現確實是可以或許改善人跟衰老相關的良多通路的表達。也就是說，是可以影響人的衰老和壽命的。
經由過程狗和山公的一個全生命周期的研究發現，節食所改變的宿本家兒的代謝物，是一些含有苯環的芬芳族化合物。
這些化合物都是腸道菌群跟宿本家兒的共代謝產品，也就是說，節食是可以或許顯著改變菌群，而菌群在節食的感化中可能很主要。
所以，我們就跟營養所的劉勇傳授合作，做了一個全生命周期的小鼠節食嘗試。在小鼠斷奶之后，給它削減進食量30%，一向到它天然滅亡。
我們發現，節食組相對于自由取食（吃飽）的小鼠，確實延緩了衰老，壽命增添了20%。C57這種小鼠的平均壽命大要是1000天，節食組的小鼠的壽命可以達到1300天擺布。
我們還發現，節食顯著改變了小鼠的腸道菌群。
這個小鼠擁有一個很是特別的菌群布局，而此中發生轉變的細菌，跟小鼠的壽命以及它的一些代謝指標都顯著相關。
那么節食造當作了一個什么樣的菌群呢？是一個以乳桿菌占絕對品貌的菌群。乳桿菌能占到幾多呢？可以或許占到小鼠腸道細菌的20%。
大師都知道，一種類型的菌在腸道里占到20%以上，是一個很高很高的比例了。小鼠只需要節食14天，就可以形當作這么一個特別的菌群布局，陪伴節食小鼠平生。
別的一方面，這樣一個菌群布局會使得菌群發生的一些抗原物質進入宿本家兒輪回系統削減，所以小鼠的系統性炎癥也是降低的。
不僅如斯，我們給節食小鼠打針化療藥物，發現化療藥物所導致的腸粘膜毀傷和腸道干細胞削減，也有好轉。也就是說，我用節食塑造一個比力優化的菌群之后，可以削減化療藥物所帶來的腸道副感化。
既然這樣一個以乳桿菌為本家兒的菌群布局這么主要，那么，占品貌很是高的乳桿菌到底是不是真正起到了耽誤壽命、改善衰老的感化呢？
我們從節食小鼠中把這個乳桿菌分手了出來，獲得了兩株乳桿菌，發現它們是鼠乳桿菌，別離定名為CR141和CR147。
我們對這兩株菌進行全基因組測序，發現它們的基因組很是很是的像，相似度有99.6%。當然，它們仍是有一些功能和基因是紛歧樣的。
在體外試驗中，我們就發現，只有此中一株菌CR147是有顯著的抗炎感化的，可以或許削減Caco-2細胞由TNF-α誘導所發生的白介素8。只有CR147有這個感化，而CR141沒有。
我們把CR147和CR141添加到大腸桿菌OP50里喂給線蟲，發現只有CR147可以或許顯著耽誤線蟲的壽命，而CR141沒有這樣的感化。那么像的兩株菌，只有一個有這樣的感化。
然后，我們采了老年小鼠的糞便，18個月的小鼠已經進入老年期了，它們的腸道菌群發生了很顯著的轉變。
我們收集了這些老年小鼠的糞便后，把這個CR147以高品貌比例摻進去，然后移植給無菌動物，發現CR147確實可以或許改善老年小鼠菌群所導致的腸樊籬功能粉碎和小鼠的系統性炎癥。
也就是說，CR147確實對于老年小鼠具有庇護感化。
我們的這些研究申明，節食可以或許顯著改變小鼠菌群，能塑造一個很是特異的以乳桿菌為本家兒的菌群，削減了菌群抗原進入宿本家兒的輪回系統，從而使得宿本家兒可以或許改善衰老、耽誤壽命。
而這種感化具有菌株特異性，只有此中的CR147有減輕衰老相關系統性炎癥的感化。
那么，這個研究對人到底有什么意義？良多人都在問，我能不克不及把這個鼠乳桿菌CR147作為益生菌吃進去來耽誤壽命、延緩衰老呢？
我是這么想的，起首，我們要研究清晰CR147這株菌，為什么能有庇護腸樊籬和抗炎的感化。我們找到它對應的代謝物，或者是相關的一些卵白，可以開辟一些小分子的物質，也許能用光臨床。
別的一方面，我們需要在人體里去尋找近似功能的菌，用來作為人的益生菌可能更為合適。
針對菌群的干涉干與，可以幫忙我們成立一個優化的腸道菌群布局，來幫忙我們耽誤壽命、延緩衰老。
并且針對菌群的干涉干與，可能相對于針對人的干涉干與來說，要輕易得多。因為我們可以改變菌的培育基，也就是我們的飲食和營養等等，這樣的體例可能更為平安和簡單。
到底怎么吃可以抗衰老，可以耽誤壽命呢？
適才那個小鼠嘗試中，我們削減了小鼠進食量的30%，也就是說它其實是吃了七分飽。這個就與我們中國人的古老聰明——七分飽可以耽誤壽命，不約而合。從動物研究看來確實是這樣。
那么大師就會問，到底什么是七當作飽？對于小鼠，我們可以嚴酷節制進食量，人怎么辦？
我可以告訴大師，七當作飽的感受大要是什么樣子的：就是胃并沒有感受到滿，可是你進食的欲望已經下降了，本家兒動進食的速度也會降低，可是因為習慣你還會繼續吃。
所以這個時辰就要轉移本身的注重力，你轉移了注重力就不會再繼續進食了。這樣就可以維持一個七分飽的狀況。這可能是一個很好的體例，有利于大師的健康。
而別的一種針對菌群的干涉干與體例，就是增添我們攝入的炊事纖維的量。
高炊事纖維飲食對于菌群的改善，在慢性代謝性疾病以及衰老相關的一些其他疾病中，都是有很好的感化。關于這個方面的工作，在我們課題組已經有良多研究被報道了。
所以，作為科學家，作為研究菌群的人來說，我們會繼續去解讀菌群在宿本家兒壽命和衰老中的感化，以及它的分子機制，去找到真正關頭的功能菌。
而對于在座的列位，但愿大師可以或許采用合理的炊事、七分飽、高炊事纖維等等，維持一個健康的腸道菌群布局，來幫忙大師延年益壽。
感謝！
（全文竣事）
“腸·道”是由熱心腸研究院錄制類TED演講欄目，本文為第五期第一位演講嘉賓張晨虹圖文實錄，視頻請不雅看：http://www.mr-gut.cn/talks/s/6576a852c4354279882da02ca70d9b33
【演講者簡介】
張晨虹 上海交通大學微生物代謝國度重點嘗試室研究員
熱心腸智庫專家
在腸道菌群與肥胖等代謝性疾病關系的范疇進行了近10年的研究，在經由過程營養調控腸道菌群改善肥胖和2型糖尿病方面做出了凸起當作果。博士論文被評為上海市優異博士論文。
本家兒持國度天然基金青年項目、入選上海市科委揚帆英才打算，入選第四批“國度萬人打算”青年拔尖人才，在多項國度天然基金項目和“863”項目等科研課題中承擔主要工作。
頒發SCI論文30余篇論文，此中以第一作者或通信作者在國際上具有影響力的雜志Science、Nature Communications、ISME Journal等頒發論文12篇。
- 發表于 2019-08-22 02:00
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