當(dāng)生命逐漸衰老時(shí)，腸道微生物群的脆弱性和隨之而來的疾病易感性顯得更加突出。

老年人腸道菌群中雙歧桿菌、普氏棲糞桿菌（Faecalibacterium prausnitzii）和XIVa梭菌的豐度減少，而產(chǎn)氣莢膜梭菌（Clostridium perfringens）、大腸桿菌、腸球菌、鏈球菌、葡萄球菌、腸桿菌的豐度增加。

因此，衰老的人類腸道微生物群顯示出與短鏈脂肪酸(SCFAs)生產(chǎn)相關(guān)的基因缺失和糖分解能力下降，淀粉、蔗糖、半乳糖、糖酵解和糖異生代謝途徑的表達(dá)降低；伴隨著纖維分解微生物的損失；以及蛋白水解功能的全面增強(qiáng)。

益生元低聚半乳糖(GOS)對(duì)腸道健康有廣泛的有益影響。近日，來自美國北卡羅萊納大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員在《Microbiome》上發(fā)表文章，題為《益生元低聚半乳糖對(duì)衰老腸道的多效性作用》。

在這項(xiàng)研究中，研究人員確定了GOS飲食對(duì)腸道老化特征的影響。

在艱難梭狀芽胞桿菌感染的小鼠模型中，研究人員還評(píng)估了短期喂養(yǎng)低聚半乳糖是否會(huì)影響衰老的腸道對(duì)抗生素挑戰(zhàn)的反應(yīng)。最后，評(píng)估結(jié)腸類器官是否能復(fù)制體內(nèi)觀察到的低聚半乳糖應(yīng)答-非應(yīng)答表型。

結(jié) 果 

老年動(dòng)物有一個(gè)獨(dú)特的微生物組，其特征是非糖化細(xì)菌與糖化細(xì)菌的比例增加，相應(yīng)地，β-半乳糖苷酶的豐度較低。

低聚半乳糖降低了總體多樣性，增加了特定的糖化細(xì)菌（擬桿菌和乳酸桿菌的種類）的豐度。

增加了幼年和老年動(dòng)物中β-半乳糖苷酶的豐度，并增加了非糖化生物；但是，沒有觀察到強(qiáng)有力的、均勻的雙歧作用。

低聚半乳糖降低了老年小鼠與年齡相關(guān)的腸通透性增加，增加了MUC2 的表達(dá)和黏液厚度。

抗生素降低了老年小鼠雙歧桿菌的豐度，同時(shí)增加了阿克曼菌、梭狀芽孢桿菌、糞球菌、芽孢桿菌、擬桿菌和瘤胃球菌。

抗生素在調(diào)節(jié)血清炎癥標(biāo)志物方面比低聚半乳糖更有效。在抗生素組的對(duì)照組和低聚半乳糖飲食中觀察到較高的血清IL-17和IL-6水平，并且在這些組中，無論年齡大小，低聚半乳糖組的IL-6水平較高，并且與對(duì)照飲食組的幼年動(dòng)物相比，老年動(dòng)物的IL-6水平較高。

RTqPCR顯示老年小鼠遠(yuǎn)端結(jié)腸組織中TNFα的基因表達(dá)顯著增加，低聚半乳糖飲食降低了這種表達(dá)。

結(jié)腸轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析顯示，在年老的動(dòng)物中，小分子代謝過程，特別是呼吸體相關(guān)基因的表達(dá)增加，這可能表明氧化代謝和能量效率增加。

在幼齡小鼠中，低聚半乳糖誘導(dǎo)了結(jié)合相關(guān)基因的表達(dá)。半乳糖凝集素基因Lgals1是一種β-半乳糖結(jié)合凝集素，通過其糖基連接分子，是免疫應(yīng)答的重要調(diào)節(jié)劑，PI3K-Akt和ecm受體相互作用通路也在年輕小鼠中被誘導(dǎo)。

在益生元存在的情況下，將GOS注射到結(jié)腸類有機(jī)物中，小鼠糞便顯示出不同的雙歧作用，重現(xiàn)了體內(nèi)觀察到的應(yīng)答和非應(yīng)答表型，這表明微生物群的組成和功能是表型的主要貢獻(xiàn)者。

 結(jié) 論 

膳食GOS通過促進(jìn)微生物組分和宿主基因表達(dá)的變化來調(diào)節(jié)老化腸道的內(nèi)穩(wěn)態(tài)，這種變化轉(zhuǎn)化為降低腸道通透性和增加粘液生成。

年齡是益生元如何影響腸道上皮細(xì)胞的微生物組和表達(dá)的決定因素，尤其是在年輕而非老年小鼠中誘導(dǎo)半乳糖凝集素-1時(shí)更為明顯。

參考文獻(xiàn)：

Arnold Jason W,Roach Jeffery,Fabela Salvador et al. The pleiotropic effects of prebiotic galacto-oligosaccharides on the aging gut.[J] .Microbiome, 2021, 9: 31.

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