《科學(xué)》報道:一不小心暴露年齡?秘密全在腸道菌群!
數(shù)十億個細(xì)菌在我們的腸道中安家并發(fā)揮著調(diào)節(jié)作用,從我們消化食物的能力到免疫系統(tǒng)的運(yùn)作,都離不開這些腸道菌群的幫助。但是,科學(xué)家們對這種被稱為微生物組的系統(tǒng)可謂是知之甚少。這個系統(tǒng)如何隨著時間的推移發(fā)生變化,“正常的”微生物組究竟長什么樣,諸如此類的問題科學(xué)家們也無法全部回答上來。
▲脆弱擬桿菌是人體腸道微生物組的主要成分之一(圖片來源:123RF)
但是就在近日,研究人員發(fā)現(xiàn)了一個關(guān)于微生物組的“秘密”:在研究了全球成千上萬人的腸道細(xì)菌后,他們發(fā)現(xiàn),腸道微生物組其實(shí)是一個精確度驚人的“生物鐘”,能夠預(yù)測大多數(shù)人的年齡,其誤差只有幾歲。
為了研究腸道微生物組是如何隨時間變化的,來自Insilico Medicine的Alex Zhavoronkov博士及其同事分析了來自全球1165名健康人的3600多個腸道細(xì)菌樣本。在這些樣本中,約三分之一來自20-39歲的人,三分之一來自40-59歲的人,而最后三分之一來自60-90歲的人。
▲該研究的原理示意圖(圖片來源:bioRxiv)
隨后,研究人員們利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),來對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。首先,他們利用90%樣本中的95中不同種類細(xì)菌,以及提供這些樣本的人的年齡,訓(xùn)練了一個深度學(xué)習(xí)算法,來近似模擬大腦中神經(jīng)元的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。然后,研究人員使用該算法來預(yù)測剩余10%樣本中人的年齡。結(jié)果顯示,算法準(zhǔn)確地預(yù)測出了這些人的年齡,誤差在4歲以內(nèi)。同時他們還發(fā)現(xiàn),在這95種不同的細(xì)菌中,有39種在預(yù)測年齡方面發(fā)揮了重要作用。
▲算法預(yù)測年齡與實(shí)際年齡對比示意圖,其中藍(lán)色為實(shí)際年齡,橘色為算法預(yù)測年齡(圖片來源:bioRxiv)
Zhavoronkov博士和他的同事們發(fā)現(xiàn),隨著年齡的增長,一些腸道細(xì)菌的數(shù)量會不斷增加?;羰险鏃U菌(Eubacterium hallii)就是個很好的例子,這種細(xì)菌對于腸道中的新陳代謝非常重要。另外也有一些細(xì)菌數(shù)量在隨年齡增長而減少,例如與潰瘍性結(jié)腸炎有關(guān)的普通擬桿菌(Bacteroides vulgatus)。研究人員表示,飲食、睡眠習(xí)慣和身體活動的改變都可能會導(dǎo)致腸道菌群種類的變化。
Zhavoronkov博士表示,這種“微生物組老化時鐘(microbiome aging clock)”可以看作基線,來測試一個人的腸道老化速度,以及酒精、抗生素、益生菌或飲食等因素對長壽的影響。同時,它也可以用來將健康人和患有阿茲海默病等疾病的人進(jìn)行比較,從而觀察患者的微生物組是否偏離了常規(guī)狀態(tài)。
一旦這個發(fā)現(xiàn)得到驗(yàn)證,那么它將與那些用來預(yù)測生物年齡的其他生物標(biāo)志物一起使用,其中包括衰老相關(guān)染色體端粒的長度,和人一生中DNA表達(dá)的變化情況等。將這種新型老化時鐘與其他生物標(biāo)志物相結(jié)合,可以更準(zhǔn)確地反映出一個人的真實(shí)生物學(xué)年齡和健康狀況。 同時,它還可以幫助研究人員更好地測試包括藥物和其他治療手段在內(nèi)的干預(yù)措施是否對衰老過程產(chǎn)生影響。
除了腸道菌群之外,Insilico Medicine還在構(gòu)建幾個基于機(jī)器學(xué)習(xí)的老化時鐘,來同微生物組相結(jié)合?!安徽撌鞘裁醇膊?,年齡都是一個重要的參考指標(biāo),”Zhavoronkov博士表示:“因?yàn)槲覀兊纳眢w每時每刻都在發(fā)生變化。”
參考資料:
[1] Galkin, et al., (2018). Human microbiome aging clocks based on deep learning and tandem of permutation feature importance and accumulated local effects. bioRxiv, doi: https://doi.org/10.1101/507780
[2]The bacteria in your gut may reveal your true age. Retrieved January 16, 2019, from https://www.sciencemag.org/news/2019/01/bacteria-your-gut-may-reveal-your-true-age
來源:藥明康德AI


How Often Amoxicillin Should I Take New Healthly Man <a href=http://etrobax.com>cialis without prescription</a> Cialis Tadacip Cipla accutane buy online canada Venta De Cialis En Canarias
Cialis Generico Senza Ricetta <a href=http://gaprap.com>viagra</a> Zithromax Sore Tongue Buy Levitra Online With Prescription Generic Priligy Tablets
Viagra Arzneimittelgesetz <a href=http://cialcost.com>cialis price</a> Can I Get Prednisone Over The Counter Erythromycin Cost