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Nov 10, 2023

장의 높은 항산화 활성과 관련된 100세 이상의 항산화 시스템으로서의 장내 미생물총

npj Biofilms and Microbiome 8권, 기사 번호: 102(2022) 이 기사 인용 11k 액세스 6회 인용 67 Altmetric Metrics 세부 정보 장내 미생물은 인간의 건강과 건강에 중요한 역할을 합니다.

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측정항목 세부정보

장내 미생물은 인간의 건강과 장수에 중요한 역할을 하며, 100세 이상 노인의 장내 미생물은 독특한 특성을 나타냅니다. 현재 대부분의 미생물 장수 연구는 생물정보학 수준에 국한되어 기능성 미생물 배양에 대한 검증 정보가 부족한 경우가 많습니다. 여기에서 우리는 메타게놈 시퀀싱과 대규모 체외 배양을 결합하여 세계 장수 도시인 중국 자오링(Jiaoling), 100세 이상 노인 및 다양한 연령대의 사람들의 독특한 장내 미생물 구조를 밝혀냈습니다. 기능성 균주를 분리하고 시험관 내에서 스크리닝했으며, 장내 미생물과 장수 사이의 가능한 관계를 생체 내에서 탐색하고 검증했습니다. 18명의 100세 이상 노인을 포함하여 다양한 연령층의 건강한 광둥 원주민 247명이 연구에 참여했습니다. 젊은 성인과 비교하여 100세 이상 노인의 장내 미생물군은 더 높은 미생물 다양성, 이물질 생분해 및 대사, 산화환원효소 및 다양한 종(잠재적 프로바이오틱스인 Lactobacillus, Akkermansia, 메탄생성 메탄올브레비박터, 장 부티레이트 생성 구성원인 Roseburia 및 SCFA 생성 종 uncl)을 나타냅니다. Clostridiales, uncl Ruminococcaceae)는 숙주 대사에 유익한 것으로 알려져 있습니다. 이 종은 나이가 들수록 끊임없이 변화합니다. 우리는 또한 대규모 체외 배양을 통해 이러한 샘플에서 2055개의 균주를 분리했으며, 이들 중 대부분은 두 접근법 사이의 명확한 상보성을 통해 메타유전체학에 의해 검출되었습니다. 또한 독립적인 지적재산권을 보유한 연령 관련 장내 상주 유산균을 스크리닝했으며, 그 대사산물(L-아스코르빈산)과 그 자체가 우수한 항산화 효과를 가지고 있습니다. 우리의 발견은 인간의 장내 미생물군에 연령과 관련된 궤적의 존재를 강조하며, 항산화 시스템으로서의 장내 미생물군과 장내 상주균이 건강과 장수에 기여할 수 있다는 점을 강조합니다.

인구 고령화는 오늘날 전 세계가 직면하고 있는 문제로 점차 커지고 있으며, 어떻게 하면 수명을 연장하고 건강한 노화를 유지할 수 있는지가 주목받고 있습니다. 노화는 복잡한 과정이므로 전 세계 과학자들은 노화의 근본적인 메커니즘을 탐구하고 노화를 조절할 수 있는 주요 요인을 식별하여 노화를 지연시키기 위해 열심히 노력하고 있습니다1,2. 노화는 유전적 요인과 환경 등 다양한 요인과 관련이 있으며, 유전적 요인이 25~30%, 환경적 요인이 70~75%를 차지합니다3,4. 다양한 환경 요인 중에서 장내 미생물군은 인간의 건강 및 장수와 밀접한 관련이 있으므로5,6,7,8 장내 미생물군은 노화에 대한 가능한 치료 표적으로 부상하고 건강한 노화를 달성하기 위한 새로운 전략을 제공할 수 있습니다9.

다양한 동물 모델에서의 실험을 통해 장내 미생물군이 숙주의 수명 조절에 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌습니다. 자연적으로 수명이 짧은 척추동물인 모델 유기체인 아프리카 청록색 송사리(Nothobranchius furzeri)를 사용하여 젊은 기증자의 박테리아로 중년 개인의 내장을 재식민화하면 수명이 연장되고 행동 저하가 지연됩니다. 이는 장내 미생물군이 중요한 역할을 한다는 것을 시사합니다 척추동물의 수명 조절에 있어서10. 초파리 장(Drosophila Gut)은 미생물총의 단순성과 포유류 장과의 생리학적 유사성으로 인해 인간 장 병태생리학을 연구하기 위해 선택되는 모델입니다. 연구에 따르면 미생물 유래 대사산물이 숙주 효소에 의해 전환되면 상피 세포 교체율과 숙주 수명에 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났습니다11. 벌거숭이두더지쥐(Heterocephalus glaber)는 건강한 노화와 장수에 대한 생물학을 연구하기 위한 훌륭한 모델입니다. 처음으로 과학자들은 벌거숭이두더지쥐의 장내 미생물 생태계를 인간 및 다른 포유류의 장내 미생물 생태계와 비교했으며, 장내 미생물군집의 일부 구성적 특징이 100세 이상 노인과 하자(Hadza) 수렵채집인의 인간 장내 미생물 생태계와 공유된다는 사실을 발견했습니다. 이러한 데이터는 포유류 생물학과 건강을 위한 적응 파트너로서 장내 미생물 생태계의 중요성을 확인시켜 줍니다12. 꿀벌과 같은 사회성 곤충에서는 동일한 유전자형이라도 수명에 있어서 극심한 차이를 보일 수 있습니다. 단명(일벌) 꿀벌의 노화된 장내 미생물군은 프로테오박테리아를 생산하고 락토바실러스와 비피도박테리움을 고갈시킵니다. 대조적으로, 수명이 긴(여왕) 꿀벌은 산화 스트레스 유전자의 발현이 훨씬 낮아서 젊은 세포 기능을 유지하여 연령 관련 미생물 계승에 대한 독특한 관점을 제공합니다13.