Jy sien dit elke dag in advertensies: ys en lotions om plooie te verminder, kleurstowwe om grys hare uit te skakel, en middels om spier- en gewrigspyn te verminder. Saam met hierdie oppervlakvlakveranderinge, beïnvloed ouerword ook die interne fisiologie van die liggaam, insluitend toenemende inflammasie in die brein (Czirr & Wyss-Coray, 2012), degenerasie in die retina (Hoh Kam et al, 2010), en deurlaatbaarheid van die dermwande (Ma et al, 1992). Baie nywerhede word gebou met die doel om die tekens van veroudering om te keer. Maar is daar 'n manier om die uitwerking van veroudering in die liggaam op 'n dieper vlak teë te werk as om jou hare te kleur? Een groep wetenskaplikes stel 'n unieke manier voor om die horlosie terug te draai op verouderingsverwante gevolge in die brein deur gebruik te maak van fekale mikrobiota-oordrag (FMT; Parker et al., 2022).
FMT gebruik die beginsels van parabiose (Sien 'n bekende Knowing Neurons-artikel na hierdie skakel!) om dermmikrobiome, gedefinieer as die geheel van bakterieë en mikroörganismes wat in die gesonde derm leef (Sommer et al, 2013), tussen bejaarde en jong muise om te ruil. Om hul hipotese te toets dat die gebruik van FMT om die dermmikrobioom te verander inflammasie in die brein en liggaam verander, het Parker en kollegas 'n muismodel gebruik met 3 maande oue muise (jong muise) en 24 maande oue muise (oue muise) ). Voordat die eksperiment begin het, het die navorsers eers fekale materiaal versamel om die basislyn vir jong en bejaarde muismikrobiome vas te stel. Daarna is muise antibiotika vir drie dae gegee om die bakterieë wat in hul ingewande voorkom te verminder. Na die antibiotika-behandeling het navorsers nog 'n fekale monster versamel. Na aanleiding van hierdie aanvanklike stappe, is twee rondtes FMT uitgevoer, waar vloeibare ontlasting nasaal toegedien is en muise in hokke geplaas is wat ontlasting bevat volgens hul eksperimentele groep. Die eksperimentele groepe in hierdie studie was bejaarde muise wat FMT van jong muise ontvang het en jong muise wat FMT van bejaarde muise ontvang het, terwyl die kontrolegroepe jong muise was wat FMT van ander jong muise of 'n nie-fekale beheeroplossing (genoem jong kontrolemuise) en bejaarde muise wat FMT van ander bejaarde muise of 'n nie-fekale beheeroplossing (genoem bejaarde kontrolemuise) ontvang. Ná FMT is ontlasting vyf dae en twee weke later versamel. Hierdie eksperimentele ontwerp het die ondersoekers in staat gestel om te bestudeer hoe die ouderdom van die dermmikrobioom prosesse in die brein, retina en ingewande beïnvloed.
Grafiese opsomming van Parker et al., 2022
...infusie van 'n bejaarde muis met 'n jong mikrobioom maak die immuunrespons wat met ouderdom gesien word, ongedaan.
Navorsers het eers ondersoek hoe FMT die inflammatoriese reaksie van mikroglia, die brein se inwonende immuunselle, in die korteks en corpus callosum ('n groot bondel neurone wat die twee kante van die brein toelaat om met mekaar te kommunikeer) beïnvloed (Heneka et al, 2019) ; Erny et al, 2015). Bejaarde kontrolemuise het meer geaktiveerde mikroglia as jong kontrolemuise gehad, wat die proses van normale veroudering weerspieël. Bejaarde muise met jong mikrobiome het egter baie minder mikroglia-aktivering gehad as bejaarde kontrolemuise. Verbasend genoeg was die mikroglia-reaksie baie soortgelyk aan wat by jong kontrolemuise waargeneem is. Hierdie selfde patroon is ook in die teenoorgestelde rigting getoon, aangesien jong muise met verouderde mikrobiome baie meer mikroglia-aktivering gehad het as jong kontrolemuise, soortgelyk aan die vlakke van aktivering wat in verouderde kontrolemuise gesien word. Dit wys dat die ouderdom van die mikrobioom die immuunrespons in die brein beïnvloed, en dat die infusie van 'n bejaarde muis met 'n jong mikrobioom die immuunrespons wat met ouderdom gesien word, ongedaan maak. Net so, om 'n jong muis 'n verouderde mikrobioom te gee, versnel ouderdom se effek op die brein se immuunselle.
...die mikrobioom beïnvloed ouderdomverwante prosesse in die retina ...
Benewens die ondersoek van die brein, het die navorsers ook ondersoek hoe die ouderdom van die dermmikrobioom die retina beïnvloed. In die algemeen is getoon dat verouderde muise in vergelyking met jong muise inflammasie in die retina verhoog het. Na FMT het bejaarde muise met jong mikrobiome egter retinale inflammasievlakke soortgelyk aan dié van jong kontrolemuise gehad. In ooreenstemming met die bevindinge in die brein was die teenoorgestelde ook waar. Jong muise met bejaarde mikrobiome het retinale inflammasie gehad wat soos bejaarde kontrolemuise gelyk het. Die dermmikrobioom beïnvloed ook ’n ander deel van die visuele sisteem: die fotoreseptore se vermoë om in die retina te regenereer met behulp van die RPE65-proteïen, waarvan die produksie ook bekend is om met ouderdom af te neem (Cai et al, 2009). In bejaarde muise met jong mikrobiome was daar 'n verhoogde hoeveelheid van die RPE65-proteïen in vergelyking met bejaarde kontrolemuise. Trouens, hierdie proteïenvlakke was soortgelyk aan die vlakke in jong muise. Verder het jong muise met verouderde mikrobiome baie minder RPE65 gehad as jong kontrolemuise, met proteïenvlakke vergelykbaar met vlakke wat in bejaarde muise gesien word. Oor die algemeen toon dit dat die mikrobioom ouderdomverwante prosesse in die retina beïnvloed, met jong mikrobiome wat omkeer en verouderde mikrobiome versnel prosesse wat met veroudering geassosieer word.
Nog 'n belangrike orgaan, die ingewande, word ook nie gespaar van die uitwerking van veroudering nie: die sellaag wat die wand van die ingewande vorm, word mettertyd lek (Cui et al, 2019; Thevaranjan et al, 2017). In die loop van veroudering neem die stabiliteit van die dermwand af en word dit meer deurlaatbaar, wat bakterieë in staat stel om na die periferie uit te lek, wat op sy beurt algehele inflammasie verhoog (Cui et al, 2019; Thevaranjan et al, 2017). In hierdie studie het die navorsers getoon dat die ouderdom van die mikrobioom die stabiliteit van die dermwande beïnvloed. By bejaarde muise met 'n jong mikrobioom was die ingewande minder lek as bejaarde kontrolemuise. Trouens, intestinale deurlaatbaarheid in bejaarde muise met 'n jong mikrobioom was soortgelyk aan die deurlaatbaarheid wat in jong muise gesien word. Bejaarde muise met jong mikrobiome het ook vlakke van inflammasie gehad en bewyse van bakterieë in die bloed soortgelyk aan jong muise. Weereens het die ingewande van jong muise met verouderde mikrobiome soortgelyk opgetree as bejaarde muise met verouderde mikrobiome deur 'n lekkende derm en meer inflammasie as jong muise met jong mikrobiome te hê. Hierdie resultate ondersteun die hipotese dat verouderde mikrobiome bydra tot die toename in intestinale deurlaatbaarheid, wat 'n toename in inflammasie fasiliteer deurdat bakterieë in die bloedstroom kan lek. Dit is belangrik dat die bekendstelling van 'n jong mikrobioom deur FMT hierdie ouderdomsverwante effekte omkeer.
… dermmikrobioom ouderdom beïnvloed funksies van die brein, retina en derm.
Die studie se resultate toon dat ouderdom van dermmikrobioom die funksies van die brein, retina en derm beïnvloed. Maar hoe verskil jong en bejaarde mikrobiome van mekaar? Om hierdie vraag te beantwoord, het die navorsers die DNA van die mikrobioom in die fekale monsters wat in die loop van die eksperiment versamel is, in volgorde bepaal. Die jong en bejaarde mikrobioom het reeds verskillende genetiese samestellings gehad voordat FMT plaasgevind het, maar FMT het die genetiese samestelling van beide mikrobiome aansienlik verander. Jong muise met bejaarde mikrobiome het 'n baie soortgelyke samestelling as bejaarde kontrolemuise gehad, terwyl genetiese samestelling in bejaarde muise met jong mikrobiome verskil van bejaarde kontrolemuise en ook verskil van jong muise met jong mikrobiome – hulle was iewers tussenin. Bejaarde kontrolemuise en jong muise met bejaarde mikrobiome het bakterieë meestal van die Oscillibakter en Prevotella genus, Firmicutes filum, en Lactobacillus johnsonii spesies, terwyl jong beheermuise en bejaarde muise met jong mikrobiome bakterieë meestal van die Bifidobacterium, Ackermansia, Parabacteroides, Clostridium, en Enterococcus groepe. Toe hulle die potensiële oorsaak van hierdie ouderdomsverwante veranderinge ondersoek het, het navorsers bevind dat paaie betrokke by lipied- en vitamienproduksie (wat staatmaak op metaboliete wat deur bakterieë geproduseer word), verskil tussen bejaarde en jong mikrobiome. Daar is een nadeel aan hierdie waarneming – die veranderinge in die oorvloed van verskillende soorte bakterieë en hul potensiële funksie in die ingewande was nie langdurig nie, aangesien daar twee weke na FMT geen groot verskille tussen mikrobioomsamestelling was nie.
Oor die algemeen het hierdie studie getoon dat die dermmikrobioom ouderdomverwante prosesse in die brein, oog en ingewande beïnvloed. Verouderde mikrobiome, onafhanklik van die ouderdom van die ontvangermuis, het gelei tot meer inflammasie in die brein, retina en ingewande, minder regenerasiepotensiaal in fotoreseptore in die retina, en meer bakterieë wat uit die ingewande lek. Aan die ander kant het die bekendstelling van jong mikrobiome aan bejaarde muise hierdie verouderingseffekte omgekeer. Dit kan wees as gevolg van die verskille in die bakteriese samestelling van bejaarde en jong mikrobiome, en die effek wat hierdie veranderinge kan hê op weë wat verantwoordelik is vir lipied- en vitamienproduksie. Een vraag wat nie in hierdie studie aangespreek is nie, was hoe mikrobioomouderdom kognitiewe prestasie beïnvloed, aangesien nie kontrolemuise of FMT-muise anders opgetree het in gedragsgeheuetoetse nie. Toekomstige navorsing behoort ook op hierdie vraag te fokus aangesien dit bekend is dat kognisie en geheue verminder met ouderdom, en die begrip van die rol van die mikrobioom in ouderdomsverwante kognitiewe agteruitgang kan belangrike insig gee in moontlike biologiese onderbou. Nog 'n rigting wat toekomstige navorsingsvrae moet volg, is die impak van dieet op die samestelling van die dermmikrobioom. Vorige studies het getoon dat verskillende diëte die tipes mikrobes in die ingewande verander, beide op kort termyn (David et al., 2014) en langtermyn (Wu et al., 2011). As veranderinge in dieet die samestelling van die dermmikrobioom kan verander, wat as dit hierdie tekens van veroudering in die brein, retina en ingewande ook kan verminder?
As veranderinge in dieet die samestelling van die dermmikrobioom kan verander, wat as dit hierdie tekens van veroudering in die brein, retina en ingewande ook kan verminder?
Oor die skrywers
Geskryf deur Holly Korthas, Geïllustreer deur Federica Raguseo, Geredigeer deur Johanna Popp, Sarah Wade, en Lauren Wagner
Verwysings
Cai, X., Conley, SM, & Naash, MI (2009). RPE65: rol in die visuele siklus, menslike retinale siekte en geenterapie. Oftalmiese genetika, 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). Wnt sein bemiddel die veroudering-geïnduseerde differensiasie inkorting van intestinale stamselle. Stamselresensies en -verslae, 15(3), 448-455. https://doi.org/10.1007/s12015-019-09880-9
Czirr, E., & Wyss-Coray, T. (2012). Die immunologie van neurodegenerasie. Die Journal of Clinical Investigation, 122(4), 1156-1163. https://doi.org/10.1172/JCI58656
David, L., Maurice, C., Carmody, R. et al. Dieet verander die menslike dermmikrobioom vinnig en reproduseerbaar. Aard 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). Gasheermikrobiota beheer voortdurend rypwording en funksie van mikroglia in die SSS. Nature Neuroscience, 18(7), 965-977. https://doi.org/10.1038/nn.4030
Heneka MT (2019). Microglia neem die middelpunt in neurodegeneratiewe siektes. Natuur resensies. immunologie, 19(2), 79-80. https://doi.org/10.1038/s41577-018-0112-5
Hoh Kam, J., Lenassi, E., & Jeffery, G. (2010). Kyk na verouderde oë: diverse plekke van amyloïed Beta-akkumulasie in die verouderende muisretina en die opregulering van makrofage. PloS One, 5(10), e13127. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0013127
Ma, TY, Hollander, D., Dadufalza, V., & Krugliak, P. (1992). Effek van veroudering en kalorie-beperking op intestinale deurlaatbaarheid. Experimentele Gerontologie, 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). Fekale mikrobiota-oordrag tussen jong en bejaarde muise keer die kenmerke van die verouderende derm, oog en brein om. microbiome, 10(1), 68.
https://doi.org/10.1186/s40168-022-01243-w
Sommer, F., & Bäckhed, F. (2013). Die dermmikrobiota—meesters van gasheerontwikkeling en fisiologie. Natuur Resensies. Mikrobiologie, 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, & Bowdish, DME (2017). Ouderdomsverwante mikrobiese disbiose bevorder intestinale deurlaatbaarheid, sistemiese inflammasie en makrofaagdisfunksie. Selgasheer en mikrobe, 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). Koppel langtermyn dieetpatrone met derm mikrobiese enterotipes. Wetenskap (New York, NY), 334(6052), 105-108. https://doi-org.proxy.library.georgetown.edu/10.1126/science.1208344
Hierdie artikel het oorspronklik verskyn op Kenende neurone
