Makikita mo ito sa mga patalastas araw-araw: mga cream at lotion para mabawasan ang mga wrinkles, mga tina para maalis ang uban, at mga remedyo para mabawasan ang pananakit ng kalamnan at kasukasuan. Kasabay ng mga pagbabago sa antas ng ibabaw na ito, ang pagtanda ay nakakaapekto rin sa panloob na pisyolohiya ng katawan, kabilang ang pagtaas ng pamamaga sa utak (Czirr & Wyss-Coray, 2012), pagkabulok sa retina (Hoh Kam et al, 2010), at permeability ng ang mga dingding ng bituka (Ma et al, 1992). Maraming mga industriya ang itinayo na may layuning baligtarin ang mga palatandaan ng pagtanda. Ngunit mayroon bang paraan upang malabanan ang mga epekto ng pagtanda sa katawan sa mas malalim na antas kaysa sa pagtitina ng iyong buhok? Ang isang grupo ng mga siyentipiko ay nagmumungkahi ng isang natatanging paraan upang ibalik ang orasan sa mga kahihinatnan na nauugnay sa pagtanda sa utak gamit ang fecal microbiota transfer (FMT; Parker et al., 2022).

Ginagamit ng FMT ang mga prinsipyo ng parabiosis (Tingnan ang isang realted na artikulo ng Knowing Neurons dito!) upang magpalit ng mga microbiome sa bituka, na tinukoy bilang kabuuan ng mga bakterya at mikroorganismo na naninirahan sa malusog na bituka (Sommer et al, 2013), sa pagitan ng matanda at batang daga. Upang masubukan ang kanilang hypothesis na ang paggamit ng FMT upang baguhin ang gut microbiome ay nagbabago ng pamamaga sa utak at katawan, gumamit si Parker at mga kasamahan ng isang modelo ng mouse na may 3-buwang gulang na mga daga (mga batang daga) at 24 na buwang gulang na mga daga (may edad na mga daga. ). Bago magsimula ang eksperimento, nakolekta muna ng mga mananaliksik ang fecal matter upang maitatag ang baseline para sa mga bata at may edad na microbiome ng mouse. Pagkatapos, ang mga daga ay binigyan ng antibiotic sa loob ng tatlong araw upang mabawasan ang bacteria na nasa kanilang bituka. Pagkatapos ng paggamot sa antibyotiko, nakolekta ng mga mananaliksik ang isa pang sample ng fecal. Kasunod ng mga panimulang hakbang na ito, dalawang pag-ikot ng FMT ang isinagawa, kung saan ang mga likidong dumi ay binibigyan ng ilong at ang mga daga ay inilagay sa mga kulungan na naglalaman ng mga dumi ayon sa kanilang eksperimentong grupo. Ang mga pang-eksperimentong grupo sa pag-aaral na ito ay ang mga may edad na daga na tumatanggap ng FMT mula sa mga batang daga at mga batang daga na tumatanggap ng FMT mula sa mga may edad na daga, habang ang mga control group ay mga batang daga na tumatanggap ng FMT mula sa ibang mga batang daga o isang non-fecal control solution (tinatawag na batang control mice) at may edad na mga daga na tumatanggap ng FMT mula sa iba pang may edad na daga o isang non-fecal control solution (tinatawag na aged control mice). Pagkatapos ng FMT, ang mga dumi ay nakolekta limang araw at dalawang linggo mamaya. Ang eksperimental na disenyong ito ay nagbigay-daan sa mga investigator na pag-aralan kung paano nakakaapekto ang edad ng gut microbiome sa mga proseso sa utak, retina, at bituka.

Graphical abstract mula kay Parker et al., 2022

…ang pagbubuhos ng isang may edad na mouse ng isang batang microbiome ay nag-aalis ng immune response na nakikita sa edad.

Ang mga mananaliksik ay unang nag-imbestiga kung paano nakakaapekto ang FMT sa nagpapasiklab na tugon ng microglia, ang mga naninirahan sa immune cells ng utak, sa cortex at corpus callosum (isang malaking bundle ng mga neuron na nagpapahintulot sa dalawang panig ng utak na makipag-usap sa isa't isa) (Heneka et al, 2019 ; Erny et al, 2015). Ang mga may edad na control mice ay may mas naka-activate na microglia kaysa sa mga batang control mice, na sumasalamin sa proseso ng normal na pagtanda. Gayunpaman, ang mga may edad na daga na may mga batang microbiome ay may mas kaunting microglia activation kaysa sa mga may edad na control mice. Nakakagulat, ang tugon ng microglia ay medyo katulad sa kung ano ang naobserbahan sa mga batang control mice. Ang parehong pattern na ito ay ipinakita din sa kabaligtaran ng direksyon, dahil ang mga batang daga na may mga may edad na microbiome ay may higit na microglia activation kaysa sa mga batang control mice, katulad sa halip sa mga antas ng activation na nakikita sa mga may edad na control mice. Ipinapakita nito na ang edad ng microbiome ay nakakaimpluwensya sa immune response sa utak, at na ang paglalagay ng isang may edad na mouse na may isang batang microbiome ay nag-aalis ng immune response na nakikita sa edad. Katulad nito, ang pagbibigay sa isang batang mouse ng isang may edad na microbiome ay nagpapabilis sa epekto ng edad sa mga immune cell ng utak.

…naaapektuhan ng microbiome ang mga prosesong nauugnay sa edad sa retina...

Bilang karagdagan sa pagsusuri sa utak, sinaliksik din ng mga mananaliksik kung paano nakakaapekto ang edad ng gut microbiome sa retina. Sa pangkalahatan, ipinakita na kumpara sa mga batang daga, ang mga may edad na daga ay nadagdagan ang pamamaga sa retina. Gayunpaman, pagkatapos ng FMT, ang mga may edad na daga na may mga batang microbiome ay may mga antas ng pamamaga ng retinal na katulad ng sa mga batang control mice. Alinsunod sa mga natuklasan sa utak, ang kabaligtaran ay totoo rin. Ang mga batang daga na may mga matatandang microbiome ay nagkaroon ng pamamaga ng retina na kahawig ng mga may edad na control mice. Ang microbiome ng gat ay nakakaapekto rin sa isa pang bahagi ng visual system: ang kakayahan ng mga photoreceptor na muling makabuo sa retina sa tulong ng protina ng RPE65, na ang produksyon ay kilala rin na bumaba sa edad (Cai et al, 2009). Sa mga may edad na daga na may mga batang microbiome, nagkaroon ng mas mataas na halaga ng protina ng RPE65 kumpara sa mga may edad na control mice. Sa katunayan, ang mga antas ng protina na ito ay katulad ng mga antas sa mga batang daga. Higit pa rito, ang mga batang daga na may mga may edad na microbiome ay may mas kaunting RPE65 kaysa sa mga batang control mice, na may mga antas ng protina na maihahambing sa mga antas na nakikita sa mga may edad na daga. Sa pangkalahatan, ipinapakita nito na ang microbiome ay nakakaapekto sa mga prosesong nauugnay sa edad sa retina, na may mga batang microbiome na binabaligtad at ang mga may edad na microbiome ay nagpapabilis ng mga proseso na nauugnay sa pagtanda.

Ang isa pang mahalagang organ, ang mga bituka, ay hindi rin nakaligtas sa mga epekto ng pagtanda: ang cell layer na bumubuo sa dingding ng bituka ay nagiging tumutulo sa paglipas ng panahon (Cui et al, 2019; Thevaranjan et al, 2017). Sa paglipas ng panahon, ang katatagan ng pader ng bituka ay bumababa at nagiging mas permeable, na nagpapahintulot sa bakterya na tumagas sa paligid, na kung saan ay nagpapataas ng pangkalahatang pamamaga (Cui et al, 2019; Thevaranjan et al, 2017). Sa pag-aaral na ito, ipinakita ng mga mananaliksik na ang edad ng microbiome ay nakakaapekto sa katatagan ng mga dingding ng bituka. Sa mga may edad na daga na may batang microbiome, ang mga bituka ay hindi gaanong tumutulo kaysa sa mga may edad na control mice. Sa katunayan, ang pagkamatagusin ng bituka sa mga may edad na daga na may batang microbiome ay katulad ng permeability na nakikita sa mga batang daga. Ang mga may edad na daga na may mga batang microbiome ay mayroon ding mga antas ng pamamaga at ebidensya ng bakterya sa dugo na katulad ng mga batang daga. Muli, ang mga bituka ng mga batang daga na may mga may edad na microbiome ay kumilos nang katulad ng mga may edad na daga na may mga may edad na microbiome sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mas tumutulo na bituka at mas pamamaga kaysa sa mga batang daga na may mga batang microbiome. Sinusuportahan ng mga resultang ito ang hypothesis na ang mga matatandang microbiome ay nag-aambag sa pagtaas ng intestinal permeability, na nagpapadali sa pagtaas ng pamamaga sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa bakterya na tumagas sa daloy ng dugo. Ang mahalaga, ang pagpapakilala ng isang batang microbiome sa pamamagitan ng FMT ay binabaligtad ang mga epektong ito na nauugnay sa edad.

…ang gut microbiome age ay nakakaapekto sa mga function ng utak, retina, at bituka.

Ang mga resulta ng pag-aaral ay nagpapakita na ang gut microbiome age ay nakakaapekto sa mga function ng utak, retina, at gat. Ngunit paano naiiba ang mga bata at may edad na microbiome sa isa't isa? Upang masagot ang tanong na ito, inayos ng mga mananaliksik ang DNA ng microbiome na natagpuan sa mga sample ng fecal na nakolekta sa kurso ng eksperimento. Ang bata at may edad na microbiome ay mayroon nang iba't ibang genetic makeup bago nangyari ang FMT, ngunit ang FMT ay makabuluhang nagbago sa genetic na komposisyon ng parehong microbiome. Ang mga batang daga na may mga may edad na microbiome ay may katulad na komposisyon sa mga may edad na control mice, habang ang genetic na komposisyon sa mga may edad na mice na may mga batang microbiome ay iba sa mga may edad na control mice at iba rin sa mga batang daga na may mga batang microbiome - sila ay nasa pagitan. Ang mga may edad na control mice at mga batang daga na may mga matatandang microbiome ay mayroong bacteria na karamihan ay mula sa Oscillibacter at Prevotella genus, Mga Firmicutes phylum, at Lactobacillus johnsonii species, habang ang mga batang control na daga at may edad na mga daga na may mga batang microbiome ay mayroong bakterya na karamihan ay mula sa Bifidobacterium, Ackermansia, Parabacteroides, Clostridium, at Enterococcus mga pangkat. Kapag sinisiyasat ang potensyal na sanhi ng mga pagbabagong ito na nauugnay sa edad, natuklasan ng mga mananaliksik na ang mga pathway na kasangkot sa paggawa ng lipid at bitamina (na umaasa sa mga metabolite na ginawa ng bakterya), ay naiiba sa pagitan ng mga may edad at batang microbiome. Mayroong isang disbentaha sa obserbasyon na ito - ang mga pagbabago sa kasaganaan ng iba't ibang uri ng bakterya at ang kanilang potensyal na paggana sa bituka ay hindi nagtatagal, dahil walang malaking pagkakaiba sa pagitan ng komposisyon ng microbiome dalawang linggo pagkatapos ng FMT.

Sa pangkalahatan, ipinakita ng pag-aaral na ito na ang gut microbiome ay nakakaimpluwensya sa mga prosesong nauugnay sa edad sa utak, mata, at bituka. Ang mga may edad na microbiome, na independiyente sa edad ng tatanggap ng mouse, ay humantong sa mas maraming pamamaga sa utak, retina, at bituka, mas kaunting potensyal na pagbabagong-buhay sa mga photoreceptor sa retina, at mas maraming bacteria na tumutulo mula sa mga bituka. Sa kabilang banda, ang pagpapakilala ng mga batang microbiome sa mga may edad na daga ay nabaligtad ang pagtanda na mga epekto na ito. Ito ay maaaring dahil sa mga pagkakaiba sa bacterial na komposisyon ng mga matatanda at batang microbiome, at ang epekto ng mga pagbabagong ito sa mga pathway na responsable para sa paggawa ng lipid at bitamina. Ang isang tanong na hindi natugunan sa pag-aaral na ito ay kung paano nakakaapekto ang edad ng microbiome sa cognitive performance, dahil hindi naiiba ang pag-uugali ng mga control mice o FMT mice sa mga pagsubok sa memorya ng pag-uugali. Ang hinaharap na pananaliksik ay dapat ding tumuon sa tanong na ito dahil ang pag-unawa at memorya ay kilala na lumiliit sa edad, at ang pag-unawa sa papel ng microbiome sa paghina ng cognitive na nauugnay sa edad ay maaaring magbigay ng mahalagang pananaw sa mga posibleng biological underpinning. Ang isa pang direksyon na dapat ituloy ng mga tanong sa pananaliksik sa hinaharap ay ang epekto ng diyeta sa komposisyon ng gut microbiome. Ang mga nakaraang pag-aaral ay nagpakita na ang iba't ibang mga diyeta ay nagbabago sa mga uri ng microbes sa gat kapwa sa panandaliang (David et al., 2014) at pangmatagalan (Wu et al., 2011). Kung ang mga pagbabago sa diyeta ay maaaring baguhin ang komposisyon ng gut microbiome, paano kung maaari nitong bawasan ang mga palatandaan ng pagtanda sa utak, retina, at bituka din?

Kung ang mga pagbabago sa diyeta ay maaaring baguhin ang komposisyon ng gut microbiome, paano kung maaari nitong bawasan ang mga palatandaan ng pagtanda sa utak, retina, at bituka din?

Tungkol sa Ang May-akda

Sinulat ni Holly Korthas, Iginuhit ni Federica Raguseo, Na-edit ni Johanna Popp, Sarah Wade, at Lauren Wagner

Mga sanggunian

Cai, X., Conley, SM, & Naash, MI (2009). RPE65: papel sa visual cycle, sakit sa retinal ng tao, at gene therapy. Ophthalmic Genetics, 30(2), 57-62. https://doi.org/10.1080/13816810802626399

Cui, H., Tang, D., Garside, GB, Zeng, T., Wang, Y., Tao, Z., Zhang, L., & Tao, S. (2019). Ang Wnt Signaling ay namamagitan sa Aging-induced Differentiation Impairment ng Intestinal Stem Cells. Mga Review at Ulat ng Stem Cell, 15(3), 448-455. https://doi.org/10.1007/s12015-019-09880-9

Czirr, E., & Wyss-Coray, T. (2012). Ang immunology ng neurodegeneration. Ang Journal of Clinical Investigation, 122(4), 1156-1163. https://doi.org/10.1172/JCI58656

David, L., Maurice, C., Carmody, R. et al. Mabilis na binabago ng diyeta ang microbiome sa bituka ng tao. Kalikasan 505, 559-563 (2014). https://doi-org.proxy.library.georgetown.edu/10.1038/nature12820

Erny, D., Hrab? de Angelis, AL, Jaitin, D., Wieghofer, P., Staszewski, O., David, E., Keren-Shaul, H., Mahlakoiv, T., Jakobshagen, K., Buch, T., Schwierzeck, V ., Utermöhlen, O., Chun, E., Garrett, WS, McCoy, KD, Diefenbach, A., Staeheli, P., Stecher, B., Amit, I., & Prinz, M. (2015). Ang host microbiota ay patuloy na kinokontrol ang pagkahinog at paggana ng microglia sa CNS. Nature Neuroscience, 18(7), 965-977. https://doi.org/10.1038/nn.4030

Heneka MT (2019). Ang Microglia ay nasa sentro ng yugto ng sakit na neurodegenerative. Mga Pagsusuri sa Kalikasan. Immunology, 19(2), 79-80. https://doi.org/10.1038/s41577-018-0112-5

Hoh Kam, J., Lenassi, E., & Jeffery, G. (2010). Pagtingin sa tumatanda na mga mata: magkakaibang mga site ng amyloid Beta accumulation sa aging mouse retina at ang up-regulation ng macrophage. PloS One, 5(10), e13127. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0013127

Ma, TY, Hollander, D., Dadufalza, V., & Krugliak, P. (1992). Epekto ng pagtanda at caloric restriction sa bituka permeability. Eksperimental Gerontology, 27(3), 321-333. https://doi.org/10.1016/0531-5565(92)90059-9

Parker, A., Romano, S., Ansorge, R., Aboelnour, A., Le Gall, G., Savva, GM, Pontifex, MG, Telatin, A., Baker, D., Jones, E., Vauzour , D., Rudder, S., Blackshaw, LA, Jeffery, G., & Carding, SR (2022). Ang paglipat ng fecal microbiota sa pagitan ng mga bata at may edad na daga ay binabaligtad ang mga tanda ng tumatandang bituka, mata, at utak. Microbiome, 10(1), 68.
https://doi.org/10.1186/s40168-022-01243-w

Sommer, F., & Bäckhed, F. (2013). Ang gut microbiota—mga master ng host development at physiology. Mga Pagsusuri sa Kalikasan. Microbiology, 11(4), 227-238. https://doi.org/10.1038/nrmicro2974

Thevaranjan, N., Puchta, A., Schulz, C., Naidoo, A., Szamosi, JC, Verschoor, CP, Loukov, D., Schenck, LP, Jury, J., Foley, KP, Schertzer, JD, Larché, MJ, Davidson, DJ, Verdú, EF, Surette, MG, at Bowdish, DME (2017). Itinataguyod ng Age-Associated Microbial Dysbiosis ang Intestinal Permeability, Systemic Inflammation, at Macrophage Dysfunction. Cell Host at Microbe, 21(4), 455–466.e4. https://doi.org/10.1016/j.chom.2017.03.002

Wu, GD, Chen, J., Hoffmann, C., Bittinger, K., Chen, YY, Keilbaugh, SA, Bewtra, M., Knights, D., Walters, WA, Knight, R., Sinha, R. , Gilroy, E., Gupta, K., Baldassano, R., Nessel, L., Li, H., Bushman, FD, & Lewis, JD (2011). Pag-uugnay ng mga pangmatagalang pattern ng pandiyeta sa mga gut microbial enterotypes. Agham (New York, NY), 334(6052), 105-108. https://doi-org.proxy.library.georgetown.edu/10.1126/science.1208344

Ang artikulong ito ay orihinal na lumitaw sa Pag-alam sa mga Neuron