原文链接：The role of commensal microbes in the lifespan of Drosophila melanogaster | Aging (aging-us.com)

摘要

共生微生物与其宿主具有互惠关系，主要生活在宿主肠道中。关于共生微生物与寄主生理关系的研究很多。然而，关于共生微生物对宿主寿命的影响，目前的结果并不一致。为了澄清这一争议，我们通过使用两种控制方法-漂白和抗生素处理-产生了无菌苍蝇，并研究了黑腹果蝇的共生微生物与宿主寿命之间的关系。通过使用漂白和抗生素处理去除微生物而不会产生有害影响，从而延长了苍蝇的寿命。此外，当微生物被消灭时，一种具有高微生物群的苍蝇菌株对延长寿命的影响更大，这表明共生细菌的丰度可能是宿主寿命的关键决定因素。与这些观察结果一致，老化苍蝇肠道的微生物菌群显著减少。

图1  通过卵子漂白消除共生微生物可以延长宿主的寿命。

（A） 无菌Ax蝇第一代（1G）、第二代（2G）和第三代（3G）从漂白卵中存活下来。

（B） 常规Conv苍蝇和漂白卵子产生的无菌Ax苍蝇的1G、2G和3G的平均寿命。实心，常规Conv苍蝇；空心，无菌Ax苍蝇。

（C） 用10日龄常规Conv苍蝇的粪便处理的无菌Ax苍蝇的存活率。

（D） 用10日龄常规Conv苍蝇的粪便处理的无菌Ax苍蝇的平均寿命。黑点，常规Conv苍蝇；白点，无菌Ax苍蝇从无菌Ax苍蝇身上取食粪便；灰点，Ax蝇以Conv蝇（Ax+FecesConv）的粪便为食。不同的字母表示各组之间的显著差异。误差条代表SEM。

图2 通过抗生素处理消除共生微生物可以延长宿主的寿命。

（A–C）用×0.1、×0.5或×1的抗生素混合物AB处理10天（A）、30天（B）和50天（C）的常规Conv果蝇的菌落形成单位（CFU）。

（D–E）用×0.1、×0.5或×1的抗生素混合物AB处理常规Conv果蝇（D）和无菌Ax果蝇（E）的存活率。

（F）用 ×0.1、×0.5或×1 的抗生素AB处理的苍蝇的平均寿命。实心圆点，常规Conv果蝇；空心圆点，无菌Ax果蝇。不同的字母表示各组之间的显著差异。误差条代表SEM。

图3 消除共生微生物延长寿命的效果在实验室苍蝇菌株之间有所不同。

（A） 平板计数琼脂（PCA）培养基中1周龄苍蝇的CFU总数。

（B） 实验室野生型w1118、Oregon-R和Canton-S菌株消除微生物后的存活曲线。实线，常规Conv果蝇；虚线，无菌Ax果蝇。

（C） 实验室野生型w1118、Oregon-R和Canton-S菌株在消除微生物后的平均寿命。实心圆点，常规Conv果蝇；空心圆点，无菌Ax果蝇。星号表示Conv蝇和Ax蝇之间存在显著差异（对数秩检验，*p<0.05 ***p<0.0001）。误差条代表SEM。

图4 Conv蝇的匀浆降低了Ax蝇的寿命。

（A） 喂食10日龄（幼）或50日龄（老）苍蝇体匀浆的Conv或Ax苍蝇的存活曲线。实线表示Conv苍蝇，点线表示Ax蝇或喂食Ax蝇匀浆的Ax蝇，虚线表示喂食Conv蝇匀浆的Ax蝇。HomogeCo，Y表示来自幼Conv蝇的匀浆，HomogeCo，O表示来自老Conv蝇的匀浆，HomogeAx，Y表示来自幼Ax蝇的匀浆，HomogeAx，O表示来自老Ax苍蝇的匀浆。

（B） 喂食年轻或年老Conv或Ax苍蝇匀浆的Ax苍蝇的平均寿命。黑点，常规Conv苍蝇；虚线，无菌Ax苍蝇；灰点，Ax+匀浆Conv；白点，Ax+匀浆Ax。

（C） 喂食幼蝇匀浆或连续稀释的老蝇匀浆的Ax蝇的CFU。首次喂食后5周测定CFU。

（D） 喂食年轻或连续稀释的老年Conv f的匀浆后，Ax苍蝇的平均寿命

图5 无论微生物组成如何，微生物丰度的增加都会缩短苍蝇的寿命。

（A） 接种10³、10⁸或10¹⁴ CFU的单一优势微生物的无菌Ax蝇的平均寿命变化。星号表明与Ax苍蝇相比有显著差异。

（B） 接种了10⁸或10¹⁴ CFU的四种优势微生物组合的苍蝇的平均寿命。星号表示10⁸个CFU和10¹⁴个CFU之间存在显著差异（Spearman相关性，rho=−0.79，p<0.0001）

（C） 接种四种优势种组合的Ax蝇的平均寿命。星号表明与Ax苍蝇相比有显著差异；与Ax苍蝇相比，所有具有10¹⁴个CFU的组都显著减少（对数秩检验，*p<0.005，***p<0.0001）。

（D） 用四种优势微生物的组合接种Ax蝇的CFU。

（E） 接种四种优势物种组合的Ax蝇的平均寿命是定殖微生物丰度的函数。微生物丰度与苍蝇的平均寿命呈负相关（Spearman相关性，rho=-0.57，p<0.05）。误差条代表SEM。