近年来，多项研究探讨了“肠道菌群—靶器官轴”对宿主健康和疾病的调节作用。基于“16s/宏基因组+代谢组”的检测方法，已经成为该领域研究的经典手段。随着单细胞转录组（scRNA-seq）和空间组学的快速发展，宿主组织的病变往往伴随细胞群体在组织内部的异常表达。因此，在“肠-靶轴”研究中整合单细胞转录组与空间组学的分析方法，不仅能深入揭示肠道菌群代谢产物如何诱导细胞异常表达，导致组织病变，还可以丰富研究内容，提高学术发表的层次。

今天，我们将分享一篇复旦大学团队在《Nature Aging》期刊上发表的研究文章，题为“Gutmicrobial-derived phenylacetylglutamine accelerates host cellular senescence”。该研究结合了宏基因组、代谢组、单细胞转录组、转录组及蛋白磷酸化数据，直接阐明了肠道菌群分泌的代谢产物如何启动细胞衰老程序，并诱导小鼠的肾脏与肺部组织衰老。此外，使用外源性衰老抑制剂可以逆转衰老进程。

研究方法

本研究分析了132例22岁至104岁健康个体的血浆和粪便样本，通过靶向代谢组与宏基因组检测，探讨了与年龄相关的代谢物。在小鼠实验中，对PAGln进行腹腔注射，并对其肾脏与肺部组织进行单细胞转录组检测。此外，还对PAGln处理的人脐静脉内皮细胞进行了转录组检测。

研究结果

研究发现，年龄相关的肠道微生物群—宿主共代谢产物苯乙酰谷氨酰胺（PAGln）在所有受试者的血浆样本中与年龄呈明显相关。在分析中，我们检测到166种代谢物，显示出不同年龄阶段的特征，其中PAGln及其前体代谢物PAA在老年群体中的浓度显著上升。通过宏基因组数据，我们发现在Older群体中与青春及中年群体相比，某些特定微生物的丰度与PAA和PAGln的增加相关。

另外，PAGln能在体内外引发细胞衰老。通过对不同浓度的PAGln处理人脐静脉内皮细胞及小鼠的实验结果显示，PAGln导致细胞生长受抑制和衰老标志物表达增加。进一步的研究表明，PAGln会诱导线粒体功能障碍，导致细胞内DNA损伤，从而引起细胞衰老。值得注意的是，通过使用ADR-AMPK信号传导路径的抑制剂，可以减缓PAGln引发的细胞衰老现象。

通过此次研究，我们揭示了老年人肠道菌群向宿主提供PAGln的能力，导致血浆中该代谢物的提升，进而引发细胞的衰老及器官的整体衰老。这一发现为未来的抗衰老治疗提供了新的思路。

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