研究表明 肠道细菌能够揭示大多数人真正的年龄

2019年01月13日 09:50 次阅读 稿源:快科技 条评论

1月11日,据外媒报道,一项研究表明:肠道细菌能够揭示大多数人真正的年龄。研究发现,数十亿的肠道细菌有助于人们消化食物,也维持着人类免疫系统的运作。科学家将这些肠道细菌称为微生物群系统,但是人们对这个系统如何随着时间的推移而变化知之甚少,甚至不知道一个“正常”的系统是什么样子的。

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现在,研究人员对全球成千上万人的肠道细菌进行了研究,得出了一个结论:微生物群是一个令人惊讶的精确生物钟,能够预测大多数人的年龄,相差不到几岁。

为了探索微生物群是如何随时间变化的,长寿研究员Alex Zavoronkov及其同事在马里兰州罗克维尔的一家人工智能初创公司insilico Medicine,对来自全球1165个健康人的3600多个肠道细菌样本进行了研究。

在样本中,约三分之一来自20至39岁的人,还有三分之一来自40至59岁的人,最后三分之一来自60至90岁的人。

然后,科学家们利用机器学习来分析这些数据。首先,他们对90%样本中的95种不同种类的细菌,以及他们来自人群的年龄,进行了计算机程序的训练,即一种深入学习算法,接着通过算法模拟了神经元在大脑中的工作方式。然后,他们用算法预测其余10%的人的年龄。他们的算法准确预测某人的年龄,差值在4岁以内。研究报告显示在95种细菌中,39种在预测年龄方面是至关重要的。

Zavoronkov和他的同事发现,随着人的衰老,一些肠道细菌的数量会增多,比如霍氏真杆菌,一种被认为是重要的负责新陈代谢的肠道细菌。有一些肠道细菌减少了,比如与溃疡性结肠炎有关的普通拟杆菌。研究衰老的哈佛大学生物学家Vadim Gladyshev说,饮食、睡眠习惯和体力活动的改变可能会导致细菌种类的这些变化。

Zavoronkov说,这个“微生物群老化时钟”可以作为一个基线,用来测试一个人的肠道老化的程度或速度,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。它还可以用来比较健康的人和患有某些疾病的人,比如阿尔茨海默氏症,看看他们的微生物群落是否偏离正常标准。

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-与衰老有关的染色体尖端,以及DNA表达在一个人一生中的变化。将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。Zavoronkov说:“你不需要等到人们死后再进行长寿实验。”

计算机科学家兼微生物研究员Robin Knight说,你可以根据一个人的肠道微生物群来预测他们的年龄,这种想法“非常可信”,对研究衰老的科学家来说也是“极大的兴趣”。他是加州大学圣迭戈分校微生物创新中心主任。他的小组正在分析来自美国肠道项目的15000个样本,这是他创建的一项全球微生物群研究,目的是开发类似的年龄预测器。

但他补充说,开发这样一个时钟所面临的挑战之一是,细菌在世界各地人们的内脏中存在着巨大的差异。Knight说:“将这类研究复制到明显不同的人群中是非常重要的”,这样可以确定在不同人群中是否存在明显的老龄化迹象。

Knight说,目前还不清楚微生物群的变化是否会导致人们更快地衰老,或者这些变化是否仅仅是衰老的副作用。Insilo Medicine公司正在建立几个基于机器学习的老化时钟,这些时钟可以与微生物群结合起来。

“在各种疾病中,年龄是如此重要的参数,”Zavoronkov说,“每一秒我们的年龄都在改变。”

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