想返老还童?对于老年鱼来说,一个方法是吞食幼鱼的粪便 | 早期实验室

胡小颖·2017-04-11 15:08
壮士,干了这碗……

编者按:长寿是人类永恒的话题。人们惧怕死亡,尝试各种方法延年益寿。古代,帝王们崇尚炼丹之术;当代,生物学家则研究年轻与衰老背后的机理。最近,《自然》杂志官方网站上报道了一则听起来有些恶心的研究——老年鱼类在摄入年轻鱼类的粪便后,寿命有所延长,运动能力也有所提高。


它可能不是最让人胃口大开的长寿方法,但它人类首次意识到,粪便与粪便中的微生物,能让老年鱼类活得更久。根据德国马克斯普朗克研究所的遗传学家Dario Valenzano等人的研究,一种名为非洲青鳉鱼(African turquoise killifish)的鱼在被喂食年轻的鱼的粪便后,竟然能够活得更长久。他们的研究结果被发布在bioRxiv.org上。

科学界已有类似的研究先例——将年轻鼠类的血液注入年老鼠类的循环系统中,会使得后者的寿命显著延长。此次的新研究针对肠道菌落对寿命的影响,打开了一扇全新的大门。


世界上最短命的脊椎动物

非洲青鳉鱼(African turquoise killifish)是地球上最短命的脊椎动物之一,几个月内就会走完一生,因此这些小鱼也成了研究衰老的动物模型。这种鱼原本生活在非洲津巴布韦和莫桑比克等地区,这些地区有明显的雨季和旱季,为了适应这样的环境,鱼类进化出了极快的生命周期,以便赶在干旱季节水塘消失之前完成传宗接待。几周内非洲青鳉鱼就达到性成熟,只有4-6个月的短寿命。

Valenzano教授发现,尽管与人和鱼类有着很大差别,这些小鱼的肠道菌群表现出和人类同样的特征:年轻小鱼的肠道菌群更为丰富多样,随着年龄增长,老年个体的肠道细菌种类减少,而对个体有害的细菌逐渐占据上风。


吞下小鱼粪便,“老鱼”变年轻

实验人员将9周半大的中年非洲青鳉鱼泡在含有抗生素的水中,让抗生素杀死它们自身的肠道微生物,再将这些中年鱼转移到无菌水中。随后,他们收集6周大的青年小鱼的粪便并撒在中年鱼生活的无菌水里。作为对照,研究者同时设置了饲喂同龄鱼的粪便的对照组、只饲喂抗生素的对照组和未经过任何处理的对照组。

实验设置情况如图所示

“一般情况下,这些鱼是不吃粪便的,” Valenzano教授说:“但它们会靠近这些粪便咬上几口,看看这是不是食物。在这个过程中,肠道菌群就被它们吞了下去。”

研究人员在第16周比较了这些鱼的寿命,结果令人吃惊——与三个对照组相比,吞服了年轻小鱼粪便的那些鱼寿命得到了显著延长,中位数寿命分别提高了21%-41%不等。

除了寿命得到了延长,这些本应属于“老年”的鱼,运动能力表现得和青年时期非常类似。也就是说,它们不仅活得更久,而且活得还很健康。研究人员确认,它们体内的肠道菌群与年轻小鱼相比并无太多差异。

改变肠道微生物也许是主要原因

研究人员指出,研究中最困难的一点在于诠释肠道菌如何影响鱼类的寿命。一个解释是,随着个体衰老,动物的免疫系统会不断变弱,从而让有害的肠道菌群在竞争中胜过了有益的肠道菌群,从而影响健康。然而“菌群移植”能够避免或延缓这一现象的发生。另外,年轻动物体内的菌群,也许对免疫系统本身也有着促进作用。该实验室之后会计划对果蝇展开类似的实验,进一步探究微生物菌落在动物体内的影响。

在人类身上,排泄物的细菌移植也被应用于临床试验,治疗一些感染疾病。然而,谈到肠道菌群移植对人类寿命的延长,Valenzano教授谨慎地提出,目前谈这个还为之过早:“我们看到了潜在的积极效果,但目前这些证据还很初步。”我们期待研究人员们能在多种动物中验证这一思路,带来更多延年益寿的手段。



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