肠道细菌或是延长健康寿命的关键
如果延长寿命的关键不仅存在于人类细胞内部，而是由肠道中的微生物悄然塑造，情况会如何？
研究衰老的科学家们日益发现，肠道细菌能在整个生命周期中影响健康，以微妙而强大的方式调节新陈代谢、炎症和疾病风险。最新研究表明，一种出人意料温和的化学信号可以促使肠道细菌产生与长寿相关的化合物，同时不会破坏微生物组的微妙平衡。
研究人员找到一种方法，让细菌自然响应——激活通常在温暖体内关闭的有益通路，而非杀死微生物或强制剧烈变化。
肠道细菌塑造健康
肠道包含一个复杂的细菌群落，它们不断与食物、激素和免疫信号互动。
肠道细菌释放的化学化合物影响消化、能量利用、炎症和疾病风险。衰老研究 increasingly 指出，微生物活动是塑造长期健康的主要因素。
一种名为岩藻糖酸（colanic acid）的细菌化合物引起特别关注。岩藻糖酸在某些细菌细胞周围形成保护层，同时也影响宿主生物学。
早期研究表明，岩藻糖酸延长了线虫和果蝇等小动物的寿命。主要挑战在于找到安全方法在温暖体内增加岩藻糖酸生产，因为细菌基因在体温下通常会关闭。
霍华德·休斯医学研究所（HHMI）的最新研究结合微生物学、遗传学和化学生物学，目标是将过去发现转化为实用方法，在活体生物内工作而不损害肠道生态系统。
一种使用抗生素的不同方式
头孢罗啶（cephaloridine）是本研究的关键化合物。高剂量时，它作为杀死细菌的抗生素；极低剂量时，它表现为信号而非武器。肠道细菌保持存活、活跃和稳定，同时改变代谢行为。
暴露于低剂量头孢罗啶的细菌显著增加岩藻糖酸生产。以这些细菌为食的线虫寿命比平时更长。细菌生长速率正常，表明该效应并非由压力或毒性驱动。
体温通常会阻止岩藻糖酸生产。负责岩藻糖酸的细菌基因在30摄氏度以上会关闭。低剂量头孢罗啶移除了这一障碍，允许岩藻糖酸生产在体温下继续。
化学物质激活细菌基因
岩藻糖酸生产依赖一组称为cps操纵子的细菌基因。头孢罗啶通过精确内部信号通路（而非一般抗生素压力）激活该基因组。
膜蛋白PBP1a首先感知头孢罗啶。感知后，蛋白ZraS将信号传递至细菌细胞内部。正常情况下，ZraS在温暖温度下抑制岩藻糖酸生产。低剂量头孢罗啶改变ZraS行为，允许cps基因保持活跃。
重要的是，常见抗生素压力反应保持沉默。细菌未减缓新陈代谢或进入生存模式。该化学物质作为针对性指令而非威胁发挥作用。
对微生物进行测试
研究人员在小鼠中测试该方法。头孢罗啶通过饮用水进入消化系统。由于吸收极差，它保留在肠道内，避免进入血液，大大降低副作用风险。
治疗后，小鼠肠道细菌增加岩藻糖酸生产，与年龄相关的代谢变化减缓。雄性小鼠在衰老过程中避免有害胆固醇水平急剧上升；雌性小鼠随年龄增长，胰岛素水平上升较小；良好与有害胆固醇比例随时间改善。肠道微生物多样性保持稳定，有益细菌存活并维持正常活动，无微生物失衡迹象。
温和变化，稳定肠道
许多抗生素会损害肠道生态系统并减少微生物多样性。低剂量头孢罗啶避免了这种损害。细菌继续正常生长，同时维持代谢活动。头孢罗啶在肠道内局部作用，而非直接影响动物组织，有助于避免毒性和不良影响。该研究表明，指导微生物代谢可支持健康而不破坏细菌平衡。
新药引导肠道细菌
这些发现指向药物设计新方向。未来治疗可能引导肠道细菌生产微生物基因中已编码的有益化合物，而非直接靶向人类细胞。肠道微生物具有巨大化学潜力，许多有益通路在日常条件下保持不活跃。温和化学信号可在不造成损害的情况下解锁这些通路。岩藻糖酸仅是众多可能微生物产品之一，类似策略可支持代谢健康、免疫平衡和健康衰老。未来医学可能更少对抗微生物，而更多与肠道居民合作以支持持久健康。
该研究发表在《PLOS生物学》期刊上。
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