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近日,国际知名杂志----《自然》在其官方网站上报道了一则听起来让人感觉有点恶心的科学研究——给中年的鱼饲喂年轻鱼类的粪便后,到老年期时其寿命出乎意料的有所延长,并且运动能力也有所提高。
(图片来自:Frank Vinken for Max Planck Society)
吃完小鱼粪便后,“老鱼”变年轻!
这项研究是由德国顶级研究机构----德国马克斯普朗克研究所遗传学家Dario Valenzano等的最新研究结果,他们采用一种名为非洲青鳉鱼(African turquoise killifish)的小鱼作为研究对象,给老年的鱼喂食年轻的鱼的粪便后,他们将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把它们撒在中年鱼生活的无菌水里。为了对照,同时也饲喂同龄的鱼的粪便以及只饲喂抗生素处理的“中年鱼”作为对照,没有吞食任何粪便(见下图)。实际上,这些鱼一般也不吃粪便,中年鱼吃下的也并不是粪便,而是粪便中的肠道微生物。
(图片来源:bioRxiv)
研究衰老的模式动物非洲青鳉鱼
非洲青鳉鱼是地球上最短命的脊椎动物之一,自2015年开始逐渐成为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,水塘都是季节性的,为了适应这样的环境,这些鱼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。这些鱼几周就达到性成熟,只有4-6个月的短寿命,这种进化使得它们成为了衰老研究极好的候选生物。
(图片来自:A platform for rapid exploration of aging and diseases in a naturally short-lived vertebrate)
吃完便便后“老鱼”的寿命显著提高
处理后,饲养16周后比较了这些鱼的寿命。最终的结果令人吃惊,与其它组相比,吃了年轻小鱼粪便的那些鱼寿命显著延长(下图的绿线),中位数寿命分别提高了21%-41%不等。
(图片来源:bioRxiv)
吃完便便后“老鱼”的运动能力也提高了
除了寿命长了,这些“老鱼”的运动能力竟然不减当年,它们的表现和青年鱼类似(见下图绿色部分)。这个结果说明这些鱼吃了年轻鱼的粪便后会活得更久,而且活得还很健康。
(图片来源:bioRxiv)
改变肠道微生物或是主要原因
此外,研究人员进一步检测了这些鱼体内的微生物,发现这些“老鱼”体内的肠道微生物也变得与年轻小鱼接近了。以往研究发现,在人类和小鼠衰老过程中,肠道微生物的多样性会逐渐下降,肠道微生物的种类减少,某些条件致病菌开始增加。这些小鱼的肠道微生物应该也存在类似改变,年轻和老年的小鱼肠道微生物多样性也随着衰老发生改变。这可能是由于随着衰老,这些鱼的免疫系统也会不断变弱,肠道中的有害微生物在逐渐“战胜”了有益微生物,这些有害微生物的产物继续对机体产生不利影响,然而,通过“粪菌移植”可以从新调整肠道中各类微生物的比例,进而避免或延缓这一现象的发生,达到年轻化,延缓老化的作用。
这个研究虽然听起来有点恶心,毕竟吃粪便这种事人类还是无法接受的,但是就像现在的粪菌移植一样,也许可以通过移植年轻人的粪便给老年人,就可以达到类似的效果。
参考资料:
1,Harel I, Benayoun B A, Machado B, et al. A platform for rapid exploration of aging and diseases in a naturally short-lived vertebrate.[J]. Cell, 2015, 160(5):1013.
2,http://www.nature.com/news/young-poo-makes-aged-fish-live-longer-1.21770
3,Smith, P. et al. Preprint at http://biorxiv.org/content/early/2017/03/27/120980 (2017).
4,O'Toole, P. W. & Jeffery, I. B. Science 350, 1214–1215 (2015).
5,Langille, M. G. I. et al. Microbiome 2, 50 (2014).
6,Claesson, M. J. et al. Nature 488, 178–184 (2012).
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