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Science关注:肠道菌群“出卖了”你的实际年龄

  日期:2019-01-15  来源:生物探索


从调控食物消化能力到维持免疫系统的运作,过去,科学家们已经从多方面描述了人类肠道菌的作用。但是,他们却不知道这个由数十亿细菌组成的微生物群系统是如何随着时间发生改变的,以及“正常”的微生物群看起来是什么样子。


近日,通过对全球上千人的肠道细菌进行分析,研究人员得出了结论:微生物群是一个准确性“惊人”的生物钟,能够预测大多数人的年龄。


为了探索微生物群是如何随时间变化的,位于美国马里兰州的人工智能公司InSilico Medicine的寿命研究人员Alex Zhavoronkov及其同事,分析了来自全球共1165名健康人的3600多个肠道菌样本。其中,约1/3来自20~39岁的人, 1/3来自40~59岁的人, 最后1/3来自60~90岁的人。


随后,科学家利用机器学习分析了数据。首先,他们根据90%样本中的95种不同细菌以及这些样本提供者的年龄,进行了一个近似模仿神经元如何在大脑中工作的深度学习程序的训练。其次,他们让该程序预测剩余10%样本的受试者的年龄。


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结果发现,该程序能准确预测这些人的年龄,差值在4岁以内。研究人员近日在预印本服务器bioRxiv上报告了这一成果。他们发现,在95种细菌中,有39种在预测年龄时至关重要。


Zhavoronkov和同事发现,随着人们年龄渐长,一些肠道菌的数量会增多,比如霍氏真杆菌。一种被认为对肠道新陈代谢非常重要的细菌。其他细菌则在减少,比如与溃疡性结肠炎有关的普通拟杆菌。该研究共同作者、研究衰老的哈佛大学生物学家Vadim Gladyshev解释说,饮食、睡眠习惯以及体力活动的变化都可能导致细菌物种的变化。


Zhavoronkov指出,这种“微生物群衰老时钟”可被用作测试人类肠道衰老速度以及酒精、抗生素、益生菌或饮食等东西是否对长寿有任何影响。它还可被用于比较健康人群和诸如阿尔茨海默氏症等特定疾病患者,以观察他们的微生物群是否偏离常规。


如果这一观点得到证实,科学家将可以预测生物年龄的其他生物标记物,包括端粒以及DNA表达在一个人一生中的变化。将这种新的衰老时钟与其他生物时钟结合起来,可以更准确地反映一个人真实的生物年龄和健康状况。它还可以帮助研究人员更好地测试某些干预措施,包括药物和其他治疗是否对衰老过程有任何影响。 “(届时)你不需要等到人们死后再进行长寿实验。” Zavoronkov说。



参考资料:

1)The bacteria in your gut may reveal your true age

2)Human microbiome aging clocks based on deep learning and tandem of permutation feature 

3)importance and accumulated local effects


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