近年来，越来越多的“肠道菌群—靶器官轴”研究表明，肠道菌群在调节宿主健康及疾病过程中发挥着重要作用。经典的方法之一是将“16s/宏基因组”与代谢组学相结合。随着单细胞转录组（scRNA-seq）和空间组学的发展，对宿主组织异常的研究也变得愈加细致。这些技术手段能够帮助我们深入解析个体疾病的异质性，因此在“肠—靶轴”研究中引入单细胞转录组和空间组学的应用将有助于我们更好地理解肠道菌群代谢产物如何诱导组织细胞异常表达，导致组织病变的过程。同时，这也会提升研究的学术层次，丰富“肠—靶轴”的研究内容。

今天，我们分享一项由复旦大学团队发表在《Nature Aging》上的研究，标题为“肠道微生物源性苯乙酰谷氨酰胺加速宿主细胞衰老”。该研究结合宏基因组、代谢组、单细胞转录组、转录组及蛋白磷酸化数据，揭示了肠道菌群分泌的代谢产物如何启动细胞衰老程序，从而诱导小鼠的肾脏和肺部组织衰老，并且使用外源性衰老抑制剂可以逆转衰老进程。

在这项研究中，研究团队分析了132例年龄在22至104岁之间的健康个体的血浆和粪便样本，以进行靶向代谢组和宏基因组检测。同时，研究小组分别对腹腔注射苯乙酰谷氨酰胺的小鼠和对照组小鼠的肾脏及肺部组织进行单细胞转录组（scRNA-seq）检测。这些研究步骤使得他们能够系统地理解肠道菌群与宿主细胞的相互作用。

研究结果显示，肠道微生物群产生的代谢物苯乙酰谷氨酰胺（PAGln）与年龄有直接关系。血浆样本的分析表明，PAGln及其前体代谢物的浓度随年龄增长而增加，这一发现通过不同的验证队列得到了支持。并且，有研究表明灵长类动物肠道微生物群能够将饮食中的L-苯丙氨酸转化为PAA，这进而与谷氨酰胺结合形成PAGln。特别是在老年群体中，肠道微生物的组成差异显著，与PAA和PAGln的高浓度相关。

此外，研究还发现老年群体的肠道微生物群具备更强的PAA合成能力。这一特征使研究者们能够进一步探讨与PAGln相关的细胞生理变化。通过对细胞系的实验，研究表明，PAGln处理会催生细胞衰老的标志性改变，包括细胞周期严重阻滞和衰老相关分泌表型的增强。

使用小鼠模型，研究者们验证了肾脏和肺部衰老相关标志物的表达水平显著增加，这进一步证明了PAGln在诱导细胞衰老方面的作用。然而，研究也发现，使用外源性的抗衰老药物如卡维地洛可以有效地逆转PAGln诱导的细胞衰老效果。

该研究结合组学的全面验证，明确指出老年人群体肠道微生物具备更强的PAGln合成能力，导致血液中PAA和PAGln浓度的增加，进一步引发细胞内的线粒体功能障碍和DNA损伤，从而导致细胞衰老及器官组织的老化。这一发现为针对衰老相关疾病的治疗提供了新的思路，特别是在改善肠道微生物群的构成方面。

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