IF 4.585| BioTNT助力生物医学研究：年龄相关的肠道菌群移植破坏心肌能量稳态并诱导氧化损伤
2024年4月，复旦大学附属华东医院在国际期刊《The Journal of Nutrition》上发表的，题为“Age-Related Gut Microbiota Transplantation Disrupts Myocardial Energy Homeostasis and Induces Oxidative Damage”的论文。Han Xu为第一作者，Fan Yang,Zhijun Bao为通讯作者。
背景：肠道微生物群被认为是人体内的一个内分泌器官，最近研究表明其与多种疾病的发病有关。肠道微生物群的组成受多种因素影响，其中衰老是一个重要因素。衰老相关的微生物群变化以平衡的丧失和功能退化为特征。因此，微生物群的变化会影响衰老过程。在之前的研究中，不健康的衰老表现为有益共生细菌（包括普雷沃氏菌、粪球菌和与健康相关的双歧杆菌）数量减少，以及致病菌（如放线菌、双歧杆菌和梭杆菌）的增加。因此，衰老微生物群的失衡会导致肠道通透性增加，进而与炎症、虚弱和胰岛素抵抗相关。
研究信息：在本研究中，我们采用了粪便微生物群移植（FMT）方法。将年轻（2-3月龄）和老年（18-22月龄）供体小鼠的粪便微生物群分别移植到年轻（2-3月龄）受体小鼠中。通过16S rRNA测序和血浆代谢组学分析来评估肠道微生物群组成和代谢潜力的变化。通过口服葡萄糖耐受性测试、生化测试、身体成分分析和代谢笼测量来监测能量变化。在心脏样本中评估代谢标志物和DNA损伤标志物。我们的研究结果表明，老年微生物群可以调节代谢并诱导心脏损伤。这突出了肠道微生物群在与年龄相关的代谢紊乱和心脏功能障碍中的可能作用。
使用产品：
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15596026CN
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100ml
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15596018CN
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200ml
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RNA提取和定量PCR
使用Trizol试剂（BioTNT）分离总RNA，并用无RNase的DNase（Takara Bio Inc.）进行处理。利用TaKaRa RNA PCR试剂盒进行逆转录。使用SYBR Green（Takara Bio Inc.）和StepOne仪器（Applied Biosystems）对目标基因的cDNA进行扩增。每个样本均进行三份检测，以β-actin作为内参基因。所有引物序列列于补充表2中。
结果：
老年粪菌移植（Aged-FMT）改变宿主能量代谢并诱导心肌肥大。(A) 每周平均食物摄入量。(B)年轻粪菌移植（young-FMT）组和老年粪菌移植（aged-FMT）组（每组6只小鼠）的体重每周变化曲线。(C)在FMT的第1周和第6周测量young-FMT组和aged-FMT组的空腹血糖浓度（每组6只小鼠）。(D) 口服葡萄糖耐受性测试（OGTT）曲线（每组6只小鼠）。(E) OGTT的曲线下面积（AUC）（每组6只小鼠）和(F)年轻FMT（n=4）和老年FMT（n=4）组代谢笼呼吸交换比率（RER）的变化。(G)身体成分分析和(H)测量young-FMT（n=4–6）和aged-FMT组（n=4–6）的皮下脂肪组织、附睾脂肪组织（EAT）、棕色脂肪组织和心脏重量。(I) 对young-FMT组和aged-FMT组（每组6只小鼠）的血清样本进行生化分析。(J) 心脏代表性图像，采用小麦胚凝集素（WGA）染色，比例尺=50微米。(K) young-FMT组和aged-FMT组的心肌细胞面积。(L) 与心肌肥大相关基因的表达水平。**(A)**、**(C)**、**(E)**、**(G)**、**(H)**、**(I)**、**(K)** 和 **(L)** 中的数据表示为均值±标准差，并采用非配对Student’s t检验进行比较。**(B)** 和 **(F)** 中的数据表示为均值±标准差，并采用双因素方差分析（two-way ANOVA）进行比较，*P < 0.05；**P < 0.01；***P < 0.001。ANOVA表示方差分析；FMT表示粪菌移植。
老年微生物群的粪便微生物群移植（FMT）扰乱了心脏的代谢过程并加剧了氧化应激。(A)年轻FMT组（n=6）和老年FMT组（n=6）小鼠心脏组织中与心脏糖代谢相关的基因表达水平。(B) 心脏脂代谢相关的基因表达水平。(C)和(D) 代表性免疫印迹图像，展示代谢标志物及统计分析。(E)年轻FMT组（n=6）和老年FMT组（n=6）中抗氧化和促氧化基因的表达水平。(F)–(H) 年轻FMT组（n=6）和老年FMT组（n=6）小鼠心脏组织中超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）和谷胱甘肽（GSH）的水平。(I)和(J)代表性免疫印迹图像，展示年轻FMT组（n=5）和老年FMT组（n=5）小鼠心脏组织中与DNA损伤相关的蛋白表达水平。(A)、(B)、(D)–(H)和(J)中的数据表示为均值±标准差，并采用非配对Student’s t检验进行比较。*P < 0.05；**P < 0.01；***P < 0.001。FMT，粪便微生物群移植。
结论：本研究证明，老年肠道微生物群的移植可导致肠道失调，改变能量代谢，并增加空腹血糖和内脏脂肪浓度。老年肠道微生物群增强了心肌糖酵解并促进心脏损伤，这可能通过增加与氧化应激相关的损伤来实现。因此，本研究为年龄相关能量代谢异常提供了新的见解，阐明了老年肠道微生物群在代谢和心肌损伤中的作用，并为预防年龄相关疾病提供了新的方向。