Aging Cell?| “甲之蜜糖，乙之砒霜”—田燁課題組揭示遺傳多樣性如何重塑微生物對衰老的影響

衰老是一個 復(fù)雜的生物學(xué)過程，其受到遺傳、環(huán)境和微生物等多重因素的共同調(diào)控。 然而，目前的抗衰老研究大多基于遺傳背景單一的個體展開，忽略了自然群體中廣泛存在的遺傳多樣性。 宿主的遺傳變異如何決定微生物干預(yù) 衰老 的結(jié)局，是實現(xiàn)精準(zhǔn)微生態(tài)干預(yù)中亟待解決的關(guān)鍵挑戰(zhàn) 。

同一種“益生菌”，在不同人身上效果為何大相徑庭？ 2026 年 2 月 12 日 ， 中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所田燁課題組 在 Aging Cell 雜志在線發(fā)表題為

Host Oxidative Response Capacity Determines Longevity Outcomes of Microbial Interventions

植物 根系微生物群落 中 的多種細菌能夠延長 線蟲 壽命（詳見 Bioart 報道： ）。本研究以上述工作為基礎(chǔ)，將篩選范圍從單一的野生型 N2 背景擴展至缺失關(guān)鍵衰老調(diào)節(jié)因子（ 如 skn-1 、 daf-16 、 pmk-1 和 atfs-1 ） 的 突變體 中。結(jié)果驚奇地發(fā)現(xiàn)， 微生物對壽命的調(diào)控表現(xiàn)出極強的遺傳背景依賴性： 部分在 野生型線蟲中表現(xiàn)為 “益生菌” 的 變形菌門 菌株（如 Variovorax sp. Root473 ），在氧化應(yīng)激轉(zhuǎn)錄因子 skn-1 缺失的突變體中卻變成了致命的 “殺手”，它不僅顯著縮短了 線蟲的 壽命，還造 成了機體屏障功能的嚴(yán)重受損。

為了進一步探究自然遺傳變異如何調(diào)節(jié)這一過程， 研究團隊通過對 全球 38 種秀麗線蟲野生分離株 的 大規(guī)模 壽命 篩選 ，發(fā)現(xiàn) 不同野生品系對 Root473 菌株的響應(yīng)呈現(xiàn)出顯著的異質(zhì)性 ：既有類似 野生型 N2 的長壽 響應(yīng) 群體 （如 RC301 ），也有類似 skn-1 突變體的短壽敏感 群體（ 如 KR314 ）。 后續(xù)研究人員以短壽敏感 品系 KR314 為目標(biāo)， 通過構(gòu)建重組自交系（ RILs ）并進行數(shù)量性狀基因座（ QTL ）定位分析， 并 結(jié)合 群體 遺傳分析和 CRISPR-Cas9 基因編輯驗證， 最終鎖定了潛在的自然變異位點。 確認糖原合酶基因 gsy-1 的 特定點突變（ A5S ）會導(dǎo)致 可能的 糖原代謝異常 ， 進而破壞宿主的氧化還原緩沖能力，使其對特定的微生物干預(yù)表現(xiàn)出 極強的敏感性和脆弱性 。

隨后，研究人 員通過 RNA -seq 等機制解析發(fā)現(xiàn)： 貪噬菌屬 Variovorax sp. Root473 能夠誘導(dǎo)宿主 ROS 水平的增加。具有 skn-1 缺失或 gsy-1 突變 特征的敏感 個體 ，因 氧化應(yīng)激抵御能力下降 ，在壓力下 無法維持平衡而走向早衰 ；而抗氧化系統(tǒng)完備的個體則能有效防御并獲得更長的壽命。

基于 上述發(fā)現(xiàn) ，研究團隊嘗試了多種 手段進行 干預(yù) ： 外源補充抗氧化劑（如 NAC 、 Fer-1 、 Vitamin E ） 能挽救敏感個體的壽命缺陷； 遺傳抑制 EGF-RAS-MAPK 信號通路 同樣能改善相關(guān)的機體屏障受損 和短壽表型 。

綜上所述， 該研究 為 “甲之蜜糖，乙之砒霜”的個體差異提供了科學(xué)解釋，強調(diào)了在微生態(tài)干預(yù)中“因人而異”的重要性。不僅完善了微生物 - 宿主互作影響衰老的理論框架，也為未來開發(fā)個性化的精準(zhǔn)健康干預(yù)策略提供了重要依據(jù)和理論支撐。

圖 . 氧化應(yīng)激抵御能力 差異 決定了微生物干預(yù)宿主的壽命效應(yīng)

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所已畢業(yè)博士生 郝旭昇 為該論文的第一作者， 田燁 研究員擔(dān)任通訊作者。北京大學(xué) 白洋 研究員在微生物資源庫構(gòu)建及課題思路拓展方面提供了巨大幫助；遺傳發(fā)育所 魯非 研究員和 郭雅菲 博士在群體遺傳學(xué)分析中提供了建設(shè)性的專業(yè)指導(dǎo)。此外，田燁課題組在讀的碩士生 袁榕蔚 、 陳冠羽 ，已畢業(yè)博士生 郭永青 ，以及已出站博士后 劉莉萌 等也為本課題的研究做出了重要貢獻。

原文鏈接：https://doi.org/10.1111/acel.70418

制版人： 十一

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