美人遲暮，將軍殘年，先揚後抑的悲劇戲碼永遠深受青睞。
人類的悲歡或許各不相通，但上到耄耋，下至弱冠，皺紋肆虐和體能漸弛總能一石激起千層浪。
對於衰老感到恐慌嗎？是！能堅持鍛鍊並控糖控脂嗎？不能！
有年齡焦慮的小朋友們吱一聲嘞，提起健康生活，你們的減肥計劃、抗老行動是不是經常就此擱淺？
其實，推遲容顏與體態衰老只是提倡健康生活的冰山一角，調動機體免疫系統的活力以及延緩人體免疫衰老才是底牌。
近日，德國柏林夏裡特醫學院的Joachim Spranger團隊，在Microbiome雜誌上發表重要研究成果。他們發現，熱量限制通過影響腸道菌群可改善代謝健康，並延緩免疫衰老[1]。
論文首頁
從生理角度看，衰老就是一種由生物體新陳代謝減退引發的自然規律，表現為結構的退行性改變以及生物體機能衰退。事實上，衰老機制盤根錯節，難以辨明。
《自然》最新一項研究報導，衰老的免疫細胞會加速其他器官衰老，對系統性衰老可能有重要推動作用[2-3]。
那麼，我們就先了解一下何為免疫衰老。
簡單來說，年輕時的免疫系統宛若守衛人體防線的少年將軍，可謂是“火眼金睛”，殺伐果斷。而免疫衰老就是“將軍暮年”的真實寫照，明察秋毫熬成了“老眼昏花”，不僅喪失防禦外敵、清除異體和建立保護的能力，還有“倚老賣老”之嫌，立於前線衰而不退（外周組織記憶細胞比例持高），導致大本營無法“調兵遣將”（骨髓、胸腺中幼稚T細胞和B細胞增殖抑制）。
數萬億微生物定植於胃腸道，維持著宿主代謝穩態，既能調節脂肪組織擴增和葡萄糖代謝，又能塑造宿主免疫系統[4-7]。不過，腸道菌群可不是一成不變，相反，其始終處於高度動態變化的狀態，而飲食是驅動腸道菌群結構和活性變化最強的因素之一，熱量攝入、飲食干預以及飲食誘導的肥胖對腸道菌群的動態變化均有影響[8-10]。
同時，有關肥胖與炎症的報導相繼問世。研究指出，肥胖與全身性和脂肪組織的炎症密切相關，通常伴有促炎性T細胞和記憶B細胞的浸潤，後者可通過招募趨化因子加劇炎症[11-13]。此外，肥胖相關的慢性炎症還會促使免疫衰老，而限制熱量攝入可有效延遲這個過程[14-15]。
飲食或細菌代謝物與免疫系統相互作用的要點概覽[16]
由此可見，熱量限制在腸道菌群改變與炎症發展之間扮演著關鍵的角色，但飲食驅動的腸道菌群改變對宿主免疫的具體影響尚未闡明，針對此，Spranger團隊進行了深入研究。
他們從一項減肥干預研究中收集糞便樣本，用於糞便微生物群轉移（FMT）實驗。這項研究干預組的標準減肥計劃共計12周，前8周屬於熱量限制期，以極低卡路里飲食（VLCD, 800 kcal/d）代替所有膳食飲食。在VLCD治療前後，研究人員從減肥效果最好的前5名女性中提取了糞便樣本用於後續實驗研究與分析。
Spranger團隊將無菌C57BL/6J小鼠隨機分成三組，以不做任何處理的無菌小鼠作為對照，接受VLCD治療前FMT的小鼠定為AdLib組，接受VLCD治療後FMT的小鼠定為CalRes組。
首先，Spranger團隊對各組小鼠糞便樣本進行了16S rRNA基因測序，以確定組間腸道菌群的差異。結果顯示，與AdLib組相比，CalRes組腸道菌群表現出更高的整體α多樣性，同時，與肥胖有關的紅螺菌丰度顯著減少。
FMT定植三週內腸菌豐富性與多樣性的擴增子序列變異（ASV）和Shannon指數
接下來，Spranger團隊評估了腸菌定植對小鼠肥胖和葡萄糖代謝的影響。他們發現，接受人類腸菌定植後，小鼠表腺白脂肪組織（eWAT）、脾臟和肝臟的重量均會增加，但CalRes組小鼠eWAT的重量比AdLib組的明顯輕，說明熱量限制有利於減少脂肪組織。
各組小鼠脾臟、eWAT和肝臟的重量
此外，口服葡萄糖耐量試驗結果顯示，CalRes組小鼠體內葡萄糖隨時間推移趨於較低的水平，與AdLib組相比，其葡萄糖–時間曲線下面積顯著減少，表明限制熱量攝入誘導的腸道菌群改變可能有利於改善代謝健康。
空腹GF小鼠和接受定植且正常飲食小鼠血液中的葡萄糖水平
探究腸道菌群改變對代謝的影響只是開胃菜，在此基礎上，Spranger團隊對腸菌改變與宿主免疫系統之間的關係展開了研究。
腸菌定植三週後，研究員們繪製了各組小鼠結腸免疫細胞的t-分佈鄰域嵌入演算法（t-SNE）圖譜，並進行了統計分析以比較適應性和固有免疫細胞中不同亞群的水平。他們發現，AdLib微生物群的定植提高了CD4+效應記憶T細胞（TEM）比例，而CalRes微生物群的定植增加了幼稚CD8+T細胞的比例，同時，CD8+效應記憶T細胞水平降低。
各組小鼠結腸中CD4+T細胞與CD8+T細胞不同亞群的水平
備註：naïve即幼稚細胞，TCM即中央記憶T細胞，TEM 即效應記憶T細胞，TEFF即終末分化效應記憶T細胞
在B細胞的亞群分析中發現了類似的結果。接受CalRes微生物群定植的小鼠結腸中B細胞總體比例明顯增加，其中，幼稚B細胞水平提高，而記憶B細胞水平降低。
此外，與無菌小鼠相比，定植小鼠組的NK細胞比例均有降低，但CalRes組小鼠結腸中活化的NK細胞比例顯著增加。這些結果表明，飲食誘導的腸菌改變可調控結腸中效應記憶T和B細胞的水平，有效延緩結腸中免疫細胞衰老。
各組小鼠結腸中B細胞亞群的水平
結腸免疫細胞水平的改變畢竟只是區域性情況，為揭示系統性免疫細胞的變化，Spranger團隊對脾臟中的免疫細胞亞群做了分析。
結果顯示，接受人類腸菌定植的小鼠脾臟中幼稚CD4+和CD8+ T細胞總體水平降低，不受熱量限制的影響，而CD4+ TEFF亞群及CD4+ TEM亞群的水平明顯增加，CD8+ TCM和TEM兩個亞群的比例也有所提高。
上述結果表明，熱量限制誘導的腸菌改變確實會影響全身適應性和固有免疫細胞水平，但對延遲脾臟免疫細胞衰老的效果並不明顯。
各組小鼠脾臟中CD4+ T細胞與CD8+ T細胞不同亞群的水平
隨後，Spranger團隊探究了腸菌改變對肝臟免疫細胞組成的影響。結果顯示，與無菌小鼠相比，接受CalRes微生物群定植顯著降低了小鼠肝臟中CD4+和CD8+ TEM亞群的水平。
同時，幼稚B細胞水平下降，而記憶B細胞水平增加。這些結果表明，CalRes微生物群可以有效推遲肝臟中T細胞衰老，但對延緩B細胞衰老的效果不明顯。
各組小鼠肝臟中CD4+ T細胞與CD8+ T細胞不同亞群的水平
最後，研究員們對免疫細胞亞群與腸道微生物改變之間的顯著相關性進行了驗證。
他們發現，CalRes相關菌群與幼稚CD4+和CD8+ T細胞、CD4+ 和CD8+ T中央記憶細胞亞群，以及幼稚B細胞亞群呈正相關，而AdLib組丰度較高的腸菌與結腸中轉化B細胞、記憶T細胞和效應T細胞亞群呈正相關，表明熱量限制對多個器官免疫衰老的推遲可能依賴於腸道菌群的改變。
糞便樣本中ASVs與結腸中所有免疫引數之間的潛在相關性矩陣
綜上所述，這項研究對熱量限制條件下宿主免疫系統與腸道菌群之間的相互作用進行了系統研究，成功證明限制熱量攝入對腸菌的改變有利於延遲宿主免疫衰老。
不過，該項研究也存在一些侷限。
首先，定植的糞便樣本來自人類單獨個體，可能難以推廣至其他個體，因此，受體的免疫反應可能因供體個體微生物群落動力學的改變而改變。其次，探究熱量限制對免疫系統的影響涉及人類供體到小鼠受體的轉化，這種間接資料可能干擾最終結果，例如，CalRes組脾臟中免疫細胞的分析結果並未呈現出衰老延遲的趨勢。最後，小鼠不是單獨飼養，而是以每籠2-4只小鼠分組，這可能與少數腸道菌群的丰度分佈偏斜有關。
總體而言，這項研究成果首次提供了熱量限制條件下宿主免疫系統與腸道菌群之間相互作用的資料，也為今後飲食與代謝性疾病（肥胖和2型糖尿病）的研究提供了新思路。
來自： 奇點網