近年来，多项关于“肠道菌群—靶器官轴”的研究已经证实肠道菌群能够调节宿主的健康与疾病。作为研究的经典解决方案之一，“16s/宏基因组+代谢组”的检测组合被广泛应用。随着单细胞转录组（scRNA-seq）和空间组学的不断发展，宿主组织异常往往伴随细胞群的异常表达，通过组织分析个体疾病异质性正成为常用手段。因此，在“肠-靶轴”研究中引入单细胞转录组和空间组学，不仅能够细致阐明肠道菌群代谢产物如何诱导组织细胞异常表达，从而导致组织病变，还能提升研究的层次与丰富“肠-靶轴”的研究内容。

今天，我们分享一篇由复旦大学团队发布在《Nature Aging》上的研究文章，题为“肠道微生物源性苯乙酰谷氨酰胺加速宿主细胞衰老”。该研究结合了宏基因组、代谢组、单细胞转录组、转录组及蛋白磷酸化数据，直接揭示肠道菌群分泌的代谢产物能够启动细胞衰老程序，诱导小鼠肾脏和肺部的组织衰老，并且使用外源性衰老抑制剂可以逆转衰老的进程。

研究方法与样本选择

研究中通过以下方法收集样本：132例年龄在22岁至104岁之间的健康个体的血浆样本进行了靶向代谢组检测，粪便样本则进行了宏基因组检测。在小鼠实验中，腹腔注射苯乙酰谷氨酰胺的实验组与对照组的小鼠进行了肾脏和肺部的单细胞转录组检测。此外，还对处理过苯乙酰谷氨酰胺的人脐静脉内皮细胞进行了转录组检测。

研究结果

研究显示，肠道微生物群生成的代谢产物苯乙酰谷氨酰胺（PAGln）与年龄明显相关。分析表明，随着年龄增长，PAGln及其前体代谢物苯乙酸的浓度显著上升，这一结果在多个验证队列中得到了确认。此外，血浆中PAGln和苯乙酸与特定的肠道微生物特征密切相关。研究发现，随着年龄的增长，Older人群的肠道微生物组成表现出显著的差异，尤其是与PAA和PAGln显著正相关的Ruthenibacterium lactatiformans的丰度显著提升。进一步的实验表明，老年人群的肠道微生物在PAA的产生能力方面更加活跃。

此外，研究还发现，PAGln可在体内和体外都引发细胞衰老。在小鼠模型验证中，发现肾脏和肺部组织中衰老相关基因的表达水平显著升高。同时，使用线粒体功能指标进行检测，结果显示，PAGln引发的细胞内线粒体功能障碍与DNA损伤密切相关。

结论

综上所述，这项研究揭示了老年人群肠道菌群拥有更强的与衰老相关的代谢物PAGln的合成能力，导致其血液中苯乙酸和PAGln含量增加，从而引起细胞内的线粒体功能障碍和DNA损伤，最终导致细胞和组织的衰老。研究显示，肠道菌群介导的PAGln合成能加速小鼠的肾脏及肺部组织的衰老过程。尊龙凯时致力于生物医疗相关研究，未来我们将为加速医疗创新贡献我们的力量。