Nature Aging｜抗衰益生菌找到了！张维绮/刘光慧等团队通过解析中国多队列肠道菌群，锁定抗衰老益生菌及其效应代谢物！
2026-09-02
中科新生命
289
人体肠道微生物组编码的基因总量超过宿主人类基因组的150倍，被誉为调控机体系统性稳态的关键“代谢与免疫器官”。大量研究已经证实肠道菌群紊乱会驱动炎症性衰老（inflammaging），但究竟哪些菌会随衰老一致流失、又如何因果影响多器官老化，同时找到经人群验证、机制清晰的益生菌及其功能代谢物，是该领域亟待突破的关键瓶颈。
2026 年 8 月 25 日，中国科学院北京基因组研究所张维绮、杨运桂团队，中国科学院动物研究所刘光慧、曲静团队，温州医科大学张峰团队等，在 Nature Aging 期刊发表题为“A geroprotective probiotic and its functional metabolite counteract inflammaging to extend healthspan”的研究论文，依托总样本量1740 例的中国多中心队列，该研究团队搭建了MicroAge 微生物衰老时钟，首次鉴定出随衰老在男女多个中国队列中一致流失的候选长寿菌——B. pseudocatenulatum，并锁定其代谢物5-氨基戊酸甜菜碱 （5-AVAB）为缓解多器官炎性衰老的关键分子。
研究材料和检测技术
技术路线
1.采集多中心人群样本，宏基因组和宿主多组学测序，划分肠型，筛选衰老相关微生物；
2.构建并跨队列验证 MicroAge 时钟，锁定随年龄耗竭的假小链双歧杆菌；
3.对自然衰老小鼠做菌株口服干预，评估运动、认知与多组织炎性衰老表型；
4.结合菌群 血浆代谢组鉴定效应分子 5-AVAB，体外验证其抗细胞衰老活性；
5.老年小鼠补充 5-AVAB，对比菌株干预效果，解析假小链双歧杆菌 5-AVAB保护轴。
研究结果
1. 人群存在两类衰老特征完全不同的肠型
该研究将受试人群划分为ETB 拟杆菌主导型、ETP 普雷沃氏菌主导型两种肠型。ETB 人群的微生物组成随年龄变化相对平稳；而 ETP 个体随年龄增长发生剧烈菌群生态失衡，核心共生菌大量丢失，毒力因子、耐药基因富集。ETP 个体出现加速衰老特征，代谢紊乱、全身炎症相关临床指标风险显著升高。MicroAge 时钟结果显示，ETP 个体发生减速衰老的概率相比 ETB 人群减半。
图1 队列总览与肠型分层，解析不同肠型的微生物衰老特征
2. 跨队列锁定衰老过程持续耗竭的保护菌株
在全部队列中，研究团队鉴定得到 46 个随年龄升高丰度上升、17 个随年龄升高丰度下降的菌种。假小链双歧杆菌在男女不同性别、不同肠型中，均表现出随年龄增长持续降低，是不依赖性别与肠型的衰老相关核心共生菌。该菌丰度和骨密度、肺功能、基础代谢率等健康指标呈正相关，和内脏脂肪、糖化血红蛋白、CRP 炎症标志物呈负相关。
图2 筛选和衰老相关的肠道物种、通路与基因家族特征
3. MicroAge 微生物时钟可评估生物学衰老速度
基于菌群物种丰度构建的MicroAge 微生物衰老时钟，与实足年龄相关系数 R=0.50，平均绝对误差 MAE=11.98 年。假小链双歧杆菌是时钟中预测更年轻生物学年龄的关键变量。生活方式分析提示，规律行走对应更慢的微生物衰老节奏，夜班轮班工作会加速微生物层面衰老。
图3 多组学整合解析肠型特异性宿主衰老特征，构建 MicroAge 衰老时钟
4. 补充假小链双歧杆菌改善老年小鼠多系统衰老表型
对 18 月龄自然衰老雄性小鼠，每周两次口服假小链双歧杆菌，持续 9 个月。接受菌株处理的小鼠运动协调能力、物体识别记忆能力提升，衰老相关抑郁样行为减轻。肠道层面，小鼠肠绒毛变长，肠道增殖细胞 Ki67 占比上升，衰老标记 p21、炎症标记 S100A8 下降。保护效应并不局限于肠道，肝、心、肾、肺多个器官炎症浸润减少，异染色质标记 H3K9me3 维持更高水平，实现系统性抑制炎性衰老。
图4 假小链双歧杆菌干预改善老年小鼠行为学与多组织衰老损伤
5. 5-AVAB 是假小链双歧杆菌释放的核心效应代谢物
在人群血浆样本中，5-AVAB 浓度随年龄增长显著下降；该分子和假小链双歧杆菌丰度强正相关。基因组分析提示假小链双歧杆菌携带合成 5-AVAB 的酶编码基因；体外培养也证实该菌株能够合成并释放 5-AVAB。小鼠口服该活菌后，血浆 5-AVAB 水平上升。5-AVAB 和宿主临床指标的相关性，与假小链双歧杆菌高度重合。
图5 解析假小链双歧杆菌来源代谢物 5 AVAB 与宿主临床表型关联
6. 代谢物 5-AVAB 可复现菌株大部分抗衰老保护效果
体外，5-AVAB 处理可以降低人肠道上皮、人间充质干细胞中SA-β-Gal 衰老阳性比例，下调 p21，提升增殖标记 Ki67，修复核膜蛋白 Lamin B1，减少 DNA 损伤 γ-H2A.X 灶。体内，老年小鼠饮水补充 5-AVAB，能够复刻菌株干预的表型：改善运动、认知功能，抑制肠道以及外周多器官炎症、细胞衰老。转录组比对发现，菌株与 5-AVAB 共同下调补体激活、炎症细胞因子受体等衰老相关通路。
图6 5-AVAB 在细胞与动物层面抑制衰老，减轻炎性损伤
总结
该研究首次依托大规模中国人群多组学队列，完成从人群关联、时钟建模、菌株筛选到代谢物效应解析的完整证据链。 完整机制链：衰老可驱动部分个体转向 ETP 肠型，造成假小链双歧杆菌耗竭，下游 5-AVAB 水平降低，进而诱发全身性炎性衰老；补充假小链双歧杆菌或者直接给予代谢物 5-AVAB，能够抑制细胞衰老、减轻多器官慢性炎症，改善认知运动功能，提升健康寿命！研究 为基于肠道微生物的衰老干预提供了明确候选靶点。
中科优品推荐
【中科新生命】的多组学服务业务可为各位研究者提供详细的“实验设计、样本检测、生信分析、数据解读与挖掘”等工作，为您深入进行科学研究，发表高分文章，为后续临床转化奠定基础。
关于中科新生命
上海中科新生命生物科技有限公司（APTBIO）创立于 2004 年，由原中国科学院上海生命科学研究院蛋白质组研究中心孵化而来，是国内质谱多组学应用领域的开拓者。公司以 “AI + 质谱多组学” 双核驱动创新，构建智能化组学生态。拥有自主知识产权的质谱检测平台与 AI 大数据分析系统，聚焦科技服务、生物医药及大健康消费三大领域，为全球科研机构、医院、药企提供从基础研究到临床转化的一站式解决方案。融合多组学技术与人工智能，围绕生物标志物发掘、药物靶点筛选及个性化诊疗等方向，构建具有国际竞争力的组学数据库与算法模型，推动转化医学进程，加速创新药物研发，成为推动生命科学数字化升级的核心引领者。
