实验始于一个直白的预测:老龄小鼠的微生物会让年轻卵巢衰老。
然而当结果出炉时,数据指向了相反的方向。
在一项发表于《自然·衰老》的新研究中,南加州大学的研究人员发现,当他们将老龄、已丧失生殖能力的雌性小鼠的肠道微生物通过粪便移植给年轻成年小鼠后,年轻动物的卵巢看起来更健康、功能也更佳。其卵巢基因活动转向更年轻的模式,炎症信号下降,与接受年轻供体微生物的小鼠相比,这些小鼠更有可能产下幼崽。
“我们最初的假设是看到老龄微生物组对卵巢功能产生破坏性影响,但令人惊讶的是,我们发现了相反的结果,”该研究的第一作者金敏浩在一份声明中表示。
这一发现将微生物组科学推向了新领域。过去十年里,研究人员已将肠道微生物组与新陈代谢、免疫和大脑功能联系起来。这项研究表明,它可能也在生殖衰老中发挥作用,暗示卵巢和肠道之间存在着一种随时间变化的生物对话。
确定吗?再测一次!
研究人员比较了4个月大的年轻雌性小鼠和20个月大的“类更年期”小鼠——这是一种类似于人类更年期的啮齿动物阶段。正如预期,老龄小鼠卵巢健康状况较差,但它们也拥有明显不同的肠道微生物群落。
随后,团队构建了一个“卵巢健康指数”,结合卵泡计数和激素测量来全面评估卵巢功能。之后他们进行了关键实验:先给年轻小鼠使用抗生素破坏其大部分固有肠道微生物组,然后让它们接受来自年轻供体或老龄类更年期供体的粪便微生物移植。
研究人员原本预期老龄微生物会携带生殖衰退的信号。但事实上,接受老龄供体微生物的小鼠的卵巢组织显示出炎症相关基因活性降低,整体分子图谱也显得更年轻。
这些效应不仅仅是分子层面的。在交配测试中,所有接受老龄微生物的小鼠都产下了后代,而部分接受年轻微生物的小鼠则未能繁殖。老龄供体组的繁殖速度也更快。
这类结果往往会让科学家对自己的工作产生怀疑。该研究的资深作者贝内妮斯·贝纳永回忆道:“当金第一次把这些结果拿给我看时,我甚至怀疑标签是不是搞混了!”但反复测试都指向同一方向。
肠道信号
老龄微生物究竟如何使年轻卵巢受益,目前尚不清楚,但研究提供了几条线索。
老龄动物的肠道微生物并未因衰老而变得贫瘠,反而形成了独特的微生物群落。
另一条线索与雌激素有关。研究人员正密切关注“雌激素微生物组”——即帮助分解和循环雌激素的肠道微生物。由于这些微生物会影响体内循环的雌激素水平,肠道的变化也可能改变卵巢接收到的信号。
贝纳永及其同事提出了一种补偿性解释。随着卵巢衰老,它们对激素信号的反应能力下降。老龄动物肠道微生物可能通过发出更强或改变后的信号来适应。在老龄小鼠体内,这种适应只能部分抵消卵巢衰退;但在年轻小鼠体内,由于卵巢仍能做出强烈反应,那些放大的微生物信号反而会给生殖功能带来提升。
这项研究是在小鼠身上进行的,因此现在下结论说对女性有用还为时过早。人类微生物组更为多样化,更年期也比实验室动物的类更年期复杂得多。
此外,卵巢衰老与骨质疏松、心血管疾病和痴呆症的风险相关。更年期不仅仅是生殖的终结,而是一次影响全身的重大生物转变。如果肠道微生物有助于塑造这一转变,那么它们最终可能成为新疗法的靶点。
“我觉得这项研究打开了一个积极的‘潘多拉魔盒’;有太多新问题了,”贝纳永说。
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