從調(diào)控食物消化能力到維持免疫系統(tǒng)的運(yùn)作，過去，科學(xué)家們已經(jīng)從多方面描述了人類腸道菌的作用。但是，他們卻不知道這個(gè)由數(shù)十億細(xì)菌組成的微生物群系統(tǒng)是如何隨著時(shí)間發(fā)生改變的，以及“正常”的微生物群看起來是什么樣子。
近日，通過對全球上千人的腸道細(xì)菌進(jìn)行分析，研究人員得出了結(jié)論：微生物群是一個(gè)準(zhǔn)確性“驚人”的生物鐘，能夠預(yù)測大多數(shù)人的年齡。
為了探索微生物群是如何隨時(shí)間變化的，位于美國馬里蘭州的人工智能公司InSilico Medicine的壽命研究人員Alex Zhavoronkov及其同事，分析了來自全球共1165名健康人的3600多個(gè)腸道菌樣本。其中，約1/3來自20~39歲的人， 1/3來自40~59歲的人， 最后1/3來自60~90歲的人。
隨后，科學(xué)家利用機(jī)器學(xué)習(xí)分析了數(shù)據(jù)。首先，他們根據(jù)90%樣本中的95種不同細(xì)菌以及這些樣本提供者的年齡，進(jìn)行了一個(gè)近似模仿神經(jīng)元如何在大腦中工作的深度學(xué)習(xí)程序的訓(xùn)練。其次，他們讓該程序預(yù)測剩余10%樣本的受試者的年齡。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該程序能準(zhǔn)確預(yù)測這些人的年齡，差值在4歲以內(nèi)。研究人員近日在預(yù)印本服務(wù)器bioRxiv上報(bào)告了這一成果。他們發(fā)現(xiàn)，在95種細(xì)菌中，有39種在預(yù)測年齡時(shí)至關(guān)重要。
Zhavoronkov和同事發(fā)現(xiàn)，隨著人們年齡漸長，一些腸道菌的數(shù)量會(huì)增多，比如霍氏真桿菌。一種被認(rèn)為對腸道新陳代謝非常重要的細(xì)菌。其他細(xì)菌則在減少，比如與潰瘍性結(jié)腸炎有關(guān)的普通擬桿菌。該研究共同作者、研究衰老的哈佛大學(xué)生物學(xué)家Vadim Gladyshev解釋說，飲食、睡眠習(xí)慣以及體力活動(dòng)的變化都可能導(dǎo)致細(xì)菌物種的變化。
Zhavoronkov指出，這種“微生物群衰老時(shí)鐘”可被用作測試人類腸道衰老速度以及酒精、抗生素、益生菌或飲食等東西是否對長壽有任何影響。它還可被用于比較健康人群和諸如阿爾茨海默氏癥等特定疾病患者，以觀察他們的微生物群是否偏離常規(guī)。
如果這一觀點(diǎn)得到證實(shí)，科學(xué)家將可以預(yù)測生物年齡的其他生物標(biāo)記物，包括端粒以及DNA表達(dá)在一個(gè)人一生中的變化。將這種新的衰老時(shí)鐘與其他生物時(shí)鐘結(jié)合起來，可以更準(zhǔn)確地反映一個(gè)人真實(shí)的生物年齡和健康狀況。它還可以幫助研究人員更好地測試某些干預(yù)措施，包括藥物和其他治療是否對衰老過程有任何影響。 “（屆時(shí)）你不需要等到人們死后再進(jìn)行長壽實(shí)驗(yàn)。” Zavoronkov說。
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