布氏田鼠(Lasiopodomys brandtii)是一种广泛分布于我国内蒙古草原的群居啮齿动物。布氏田鼠的数量每年波动很大,爆发年份的种群密度可达每公顷600-1000 只,对牧场造成严重破坏。过去的研究表明,气候、密度、食物等的变化可以显着改变社会压力、肠道微生物群落结构和布兰特田鼠的组成。为此,中国科学院动物研究所提出以下假设:高密度治疗会大大增加其社会压力,加速衰老进程;肠道微生物可能参与调控衰老调节过程;高密度- 消除密度或引入丁酸(改善肠道环境)可以逆转高密度引起的衰老过程。
研究团队在实验室中创建了不同细胞密度的组:33,354 个低密度组(每笼2 只动物)、中密度组(每笼4 只动物)和高密度组(每笼6 只动物)。研究表明,高密度人群会促进与衰老相关的过程并缩短人们的预期寿命。高密度组的治疗增加了血清皮质酮水平、氧化损伤(8-OHdG 和4-HNE)和促炎因子(TNF-) 表达水平,并缩短了端粒长度(图1),支持第一个假设。高密度群体治疗减少了有益菌(Akkermansia Muciniphila 和Butyrivibrio)的种类和数量,增加了致病菌(Clostridium difficile)的比例,改变了肠道菌群的组成,导致短链脂肪酸减少.内容。此外,研究团队将不同密度处理的布鲁塞尔田鼠群的粪便细菌移植到单笼田鼠体内,以测试肠道微生物是否参与了高密度应激导致的加速衰老。
研究表明,粪便微生物群移植后受体田鼠的衰老率与供体田鼠的衰老率一致。这表明肠道微生物群可能在调节勃兰特田鼠密度依赖性衰老过程中发挥关键作用,支持第二个假设。那么,高密度压力引起的老化是可逆的吗?为此,科研团队成立了高密度减压组(高密度治疗组转为低密度治疗组)和丁酸补充剂组。该研究表明,通过高密度处理消除和添加丁酸盐可以显着降低社会压力水平,抑制NF-B 和COX-2 通路,并缓解与衰老相关的过程,支持第三个假设。
研究表明,粪便微生物群移植后受体田鼠的衰老率与供体田鼠的衰老率一致。这表明肠道微生物群可能在调节勃兰特田鼠密度依赖性衰老过程中发挥关键作用,支持第二个假设。那么,高密度压力引起的老化是可逆的吗?为此,科研团队成立了高密度减压组(高密度治疗组转为低密度治疗组)和丁酸补充剂组。该研究表明,通过高密度处理消除和添加丁酸盐可以显着降低社会压力水平,抑制NF-B 和COX-2 通路,并缓解与衰老相关的过程,支持第三个假设。
研究表明,高密度饲养会加速勃兰特田鼠的衰老,缩短其寿命;肠道微生物在通过拥挤加速宿主衰老方面发挥着重要作用;消除高密度或改善肠道环境可以减缓宿主的衰老过程。本研究为查明鼠类种群调控机制提供了新的见解和思路,对改善特定高密度环境下的人类健康也具有一定的参考价值。