****是使用最廣泛的2型糖尿病藥物，但也已被證明可延長(cháng)多種生物體的壽命，然而，該藥發(fā)揮抗衰老作用的背后機制仍不明確。
8月29日，發(fā)表在Cell上題為“Host-Microbe-Drug-Nutrient ScreenIdentifies Bacterial Effectors of Metformin Therapy”的論文中[1]，由英國和德國科學(xué)家組成的研究團隊發(fā)現，****能否用于延長(cháng)壽命與腸道細菌以及飲食密切相關(guān)。通過(guò)對線(xiàn)蟲(chóng)模型以及人類(lèi)的分析，作者們證實(shí)，飲食可通過(guò)作用于腸道細菌改變****的療效。
眾所周知，生活在我們胃腸道的細菌能夠產(chǎn)生影響健康和疾病的多種分子，其功能受飲食和藥物的調節。不過(guò)，弄清飲食、藥物和腸道細菌之間復雜、多方位的關(guān)系是一個(gè)相當大的挑戰。
為了突破這一難題，在這項研究中，來(lái)自英國MRC倫敦醫學(xué)科學(xué)研究所的Filipe Cabreiro及其團隊開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng )新的四向高通量篩選技術(shù)，以更好地了解飲食、藥物和腸道細菌如何相互作用，從而影響宿主的生理機能。
他們利用定植了人類(lèi)腸道細菌大腸桿菌的秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)作為簡(jiǎn)化的宿主微生物群模型，并讓這些線(xiàn)蟲(chóng)吸收數百種不同的營(yíng)養化合物，同時(shí)暴露于****。研究結果顯示，****治療可改變線(xiàn)蟲(chóng)的代謝和壽命，但這種效應可由特定的營(yíng)養物質(zhì)增強或抑制，至關(guān)重要的是，腸道細菌在這種現象中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
圖片來(lái)源：Cell
“飲食和腸道細菌對****作用的重要性解釋了為什么****之前被證明對另一種常見(jiàn)的研究模型——果蠅的壽命沒(méi)有影響。這是因為，果蠅典型的實(shí)驗食物富含糖分。在將飲食中的糖去除后，我們也觀(guān)察到****對定植了大腸桿菌的果蠅具有積極作用。 ”參與該研究的Helena Cochemé解釋道。
細菌PTS-Crp信號調節****對宿主代謝和壽命的作用。PTS：磷酸轉移酶系統；Crp：一種轉錄調節因子。（圖片來(lái)源：Cell）
進(jìn)一步的分析表明，機體內的腸道細菌擁有一種復雜的機制（與磷酸轉移酶信號通路有關(guān)），使得它們能夠協(xié)調營(yíng)養信號和****信號，并相應地調整自己的代謝。細菌積累的一種名為agmatine的代謝物被證明是****對宿主健康產(chǎn)生積極作用所必需的。
細菌agmatine調節宿主的新陳代謝和壽命
（圖片來(lái)源：Cell）
基于這些發(fā)現，科學(xué)家們接著(zhù)開(kāi)始調查，在線(xiàn)蟲(chóng)中獲得這些結果是否也能夠在擁有更復雜微生物的人類(lèi)中觀(guān)察到。他們分析了一個(gè)大型隊列的2型糖尿病患者和健康對照者的微生物群、營(yíng)養和藥物狀況。令人驚喜的是，研究發(fā)現，在人類(lèi)中，****治療也與細菌agmatine生產(chǎn)能力的增加密切相關(guān)。更重要的是，科學(xué)家們在歐洲多個(gè)2型糖尿病患者獨立隊列中重復了這一發(fā)現。此外，研究還證實(shí)，主要生產(chǎn)agmatine的細菌是那些已知在****治療的2型糖尿病患者的腸道微生物中數量增加的細菌。
人類(lèi)腸道微生物代謝模型揭示了****治療的2型糖尿病患者agmatine過(guò)量產(chǎn)生（圖片來(lái)源：Cell）
總結來(lái)說(shuō)，該研究闡明了飲食、微生物群和宿主之間復雜的相互作用網(wǎng)絡(luò )是如何影響藥物療效的。這些發(fā)現有望用于指導膳食指南或開(kāi)發(fā)基因工程菌，以用于增強****的有益作用，改善宿主健康和壽命。
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