测试的抗生素名为头孢噻啶(cephaloridine),在20世纪60-70年代曾用于人类,是治疗呼吸道和尿路感染的有效药物。它是一种β-内酰胺类抗生素,与青霉素属于同一类别。该药物通过注射给药效果最佳,因为其在消化道中吸收效率不高。加上它可能导致肾毒性,使其在人类医疗中逐渐被淘汰,目前主要用于治疗患葡萄球菌感染或皮肤问题的犬只。
虽然头孢噻啶已不再适合作为人类抗生素,但马里兰州霍华德·休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)的研究人员发现它具有另一种强大功效。在动物测试中,研究团队证明,给予低剂量头孢噻啶会导致肠道大肠杆菌(E. coli)开始大量产生胞外多糖酸(colanic acid)。这种酸是肠道细菌作为一种保护机制产生的,该团队先前的研究表明它能延长线虫和果蝇的寿命。
在新研究中,研究人员希望了解是否可以使用药物直接影响胞外多糖酸的产生。确实,当研究中的线虫被给予该抗生素时,由于肠道内大肠杆菌产生的胞外多糖酸增加,它们的寿命延长了高达30%。
随后,研究团队将经头孢噻啶处理的大肠杆菌产生的胞外多糖酸给予小鼠,发现多种衰老标志物减少。小鼠的肠道通透性降低,全身炎症减轻,线粒体功能增强,整体生物衰老标志物水平降低。雄性小鼠的高密度脂蛋白(HDL,"好"胆固醇)增加而低密度脂蛋白(LDL,"坏"胆固醇)减少,雌性小鼠则表现出胰岛素水平下降。
使用头孢噻啶重编程肠道微生物组以产生抗衰老化合物的一个好处是,药物本身在这种给药方式下吸收不良,因此基本上通过身体而不大量进入血液。
尽管如此,研究人员并不建议将头孢噻啶作为延长寿命的药片用于人类——特别是考虑到其潜在的毒性作用。但他们表示,这一发现可能大大改变我们生产药物的方式,包括可能延长寿命的药物。他们说,与其开发直接作用于身体的药物,不如将部分重点转向开发针对肠道微生物组的药物,将其作为生产所需化合物的"工厂"。
这项工作将建立在其他研究基础上,这些研究表明调整肠道微生物组可能有助于对抗多发性硬化症、提高癌症免疫治疗效果,以及可能缓解失眠等问题。
这项新研究已发表在《PLOS生物学》期刊上。
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