Rôl Microbiota Perfedd mewn Heneiddio A Heneiddio Anhwylderau Niwroddirywiol Cysylltiedig: Mewnwelediadau O'r Model Drosophila Rhan 1

Crynodeb:

Nodweddir heneiddio gan nam ar swyddogaeth ffisiolegol sy'n dibynnu ar amser a mwy o dueddiad i farwolaeth. Dyma'r prif ffactor risg ar gyfer niwroddirywiad.

Wrth i bobl heneiddio, mae eu horganau a gweithrediad eu system yn dirywio'n raddol. Mae'r broses heneiddio hon yn anochel a bydd yn dangos nodweddion amlwg yn gorfforol ac yn feddyliol. Yn eu plith, mae cof hefyd yn cael ei effeithio.

Mae'n ffenomen naturiol bod cof yn dirywio'n raddol wrth i bobl heneiddio. Gall y dirywiad cof hwn gael effaith benodol ar fywyd bob dydd, megis anghofio rhai pethau a methu â chofio gwybodaeth newydd, ond nid yw'n golygu y bydd yr holl bobl oedrannus yn effeithio'n ddifrifol ar eu bywydau bob dydd. Ymhlith yr henoed, mae graddau a chyflymder dirywiad cof yn dibynnu i raddau helaeth ar eu ffordd o fyw a'u harferion personol. Er enghraifft, a ydynt yn ymarfer yn rheolaidd ac a oes ganddynt amserlen waith a gorffwys reolaidd. Bydd y ffactorau hyn yn cael effaith enfawr ar y cof. Felly, dylem gynnal agwedd optimistaidd a cheisio cynnal arferion byw da ac amserlen waith a gorffwys rheolaidd bob dydd.

Ar yr un pryd, gall yr henoed hefyd wella eu cof trwy wahanol ddulliau. Er enghraifft, ewch am dro yn aml, gwnewch rywfaint o ymarfer corff ysgafn a gweithgareddau chwaraeon, ac ati Gall y gweithgareddau hyn ysgogi cylchrediad gwaed, cynyddu cyflenwad ocsigen y corff, a gwella perfformiad a chof yr ymennydd. Yn ogystal, gallwch chi gyfoethogi'ch bywyd trwy ddarllen mwy, gwrando ar gerddoriaeth, teithio, ac ati, a hyrwyddo meddwl ymennydd a hyblygrwydd.

Mae yna lawer o bobl oedrannus iach o'n cwmpas. Er bod eu cof wedi dirywio, gallant barhau i wynebu bywyd yn gadarnhaol ac yn optimistaidd, cymryd rhan weithredol mewn amrywiol weithgareddau, a mwynhau'r llawenydd a'r hapusrwydd a ddaw yn sgil eu blynyddoedd brig. Nid yw colli cof yn golygu dirywiad ym mywyd ysbrydol ac iechyd corfforol pobl. I'r gwrthwyneb, gall ysbrydoli pobl i fwynhau pob eiliad o fywyd yn well. Gellir gweld bod angen i ni wella cof. Gall Cistanche wella cof yn sylweddol oherwydd gall Cistanche hefyd reoleiddio cydbwysedd niwrodrosglwyddyddion, megis cynyddu lefelau acetylcholine a ffactorau twf, sy'n bwysig iawn ar gyfer cof a dysgu. Yn ogystal, gall Cistanche hefyd wella llif y gwaed a hyrwyddo darpariaeth ocsigen, a all sicrhau bod yr ymennydd yn cael digon o faeth ac egni, a thrwy hynny wella bywiogrwydd a dygnwch yr ymennydd.

Cliciwch gwybod atchwanegiadau i hybu cof

Anhwylderau niwroddirywiol gan gynnwys clefyd Alzheimer (AD) a chlefyd Parkinson (PD) yw prif achosion dementia yn yr hen boblogaeth. Mae microbiota perfedd yn gymuned o ficro-organebau sydd wedi'u cytrefu yn y llwybr gastroberfeddol (GI).

Profwyd bod newid microbiota perfedd yn gysylltiedig â heneiddio a niwroddirywiad sy'n gysylltiedig â heneiddio. Mae Drosophila yn arf pwerus i astudio swyddogaethau ffisiolegol a phatholegol a chyfryngir gan ficrobiota.

Yma, rydym yn crynhoi'r datblygiadau diweddar gan ddefnyddioDrosophila fel organebau model i egluro'r mecanweithiau moleciwlaidd a datblygu dull therapiwtig sy'n targedu microbiota mewn anhwylderau niwroddirywiol sy'n heneiddio ac sy'n gysylltiedig â heneiddio.

Geiriau allweddol: heneiddio; niwroddirywiad; Drosophila; microbiota; clefyd Alzheimer; clefyd Parkinson.

1. Rhagymadrodd

Nodweddir heneiddio gan nam ar weithrediad ffisiolegol sy'n dibynnu ar amser a mwy o dueddiad i farwolaeth [1]. Dyma'r prif ffactor risg ar gyfer llu o glefydau dynol, gan gynnwys canser, syndrom metabolig, anhwylderau cardiofasgwlaidd, a niwroddirywiad.

Anhwylderau niwroddirywiol, gan gynnwys clefyd Alzheimer (AD) a chlefyd Parkinson (PD), yw prif achosion dementia yn yr henoed [2]. Mae Gutmicrobiota yn gymuned o ficro-organebau sydd wedi'u cytrefu yn y llwybr gastroberfeddol (GI), gan gynnwys bacteria, firysau, protosoa, a ffyngau [3]. Mae microbiota'r perfedd yn cyfrannu at ddatblygiad, homeostasis metabolig, a ffisioleg [4].

Diffinnir dysbiosis fel anghydbwysedd o gymunedau microbaidd yn y llwybr GI ac mae'n gysylltiedig â heneiddio a niwroddirywiad sy'n gysylltiedig â heneiddio [5]. .

Mae gan lawer o faterion mamaliaid gan gynnwys y galon a'r aren rannau cyfatebol yn Drosophila, sy'n absennol o C. elegans, organeb enghreifftiol arall a ddefnyddir yn helaeth mewn ymchwil heneiddio.

Canfuwyd bod dwy ran o dair o enynnau sy'n gysylltiedig â chlefydau dynol a'r holl brif lwybrau signalau yn cael eu cadw yn Drosophila [6]. Profwyd bod signalau tebyg i inswlin/IGF a tharged mecanistig o signalau Rapamycin(mTOR), llwybrau allweddol sy'n rheoli hirhoedledd Drosophila, yn cyfryngu'r broses heneiddio mewn mamaliaid [7].

Mae cymuned ficrobaidd Drosophila yn cynnwys 5-20 o wahanol rywogaethau microbaidd, gan gynnwys y Lactobacillus, Acetobacter, Enterococcus, a Leuconostoc, sy'n llawer llai cymhleth na mamaliaid [8].

Yn ogystal, mae Drosophila di-germ (GF) neu gnotobiotig yn llawer haws ei gael a'i feithrin mewn symiau mawr. Mae gan ganfyddiadau o astudiaethau Drosophila ar ryngweithio microbiota-cynhaliwr y potensial i'w trosi'n famaliaid. Er enghraifft, mae microbiota perfedd yn hyrwyddo twf ieuenctid yn geidwadol yn Drosophila a llygod [9,10].

Mae pryfed a llygod monocolonizedGF gyda Lactobacillus plantarumWJL yn ailadrodd effeithiau buddiol themicrobiota ar dwf ôl-enedigol [10]. Mae'r manteision hyn yn gwneud Drosophila yn fodel-organeb delfrydol i astudio swyddogaethau ffisiolegol sy'n cael eu cyfryngu gan ficrobiota mewn heneiddio a phatholeg moleciwlaidd anhwylderau niwroddirywiol.

2. Microbiota mewn Drosophila Heneiddio

2.1. Microbiota mewn Heneiddio Dynol

Mae'r organebau microbaidd yn cytrefu yn y llwybr GI ar ôl genedigaeth ac mae genws Bifidobacterium yn drech ar gyfer babanod [11]. Mae'r amrywiaeth yn cynyddu ar ôl y flwyddyn gyntaf. Mae'r microbiotais oedolion yn cael eu dominyddu gan Firmicutes, Bacteroides, Proteobacteria, ac Actinobacteria [12].

Mae heneiddio yn lleihau bioamrywiaeth microbiota perfedd dynol a'r helaethrwydd o Bifidobacteria, Lactobacilli, a chynhyrchwyr asidau brasterog rhydd cadwyn-fer (SCFAs), megis Faecalibacterium prausnitzii, Eubacterium spp., Roseburia spp., a Ruminococcus spp. [13].

Mae astudiaethau a gynhaliwyd yn Tsieina a'r Eidal ar wahân yn adrodd bod cyfoeth cymunedol microbaidd yn cyfrannu at hirhoedledd [14,15].

Gellir dod o hyd i'r newid a rennir mewn microbiota gyda heneiddio yn Blautia, Clostridiumcluster XIVa, Faecalibacterium, Escherichia_Shigella, Lachnospireaceae, Ruminococcaceae, ac Erysipelotrichaceae.

Mae astudiaeth ar dair carfan annibynnol sy'n cynnwys dros 9000 o unigolion yn dangos bod disbyddu genera craidd, Bacteroides yn bennaf, yn fuddiol ar gyfer heneiddio'n iach [16].

Mae microbiota perfedd pobl sy'n byw'n hir (dros 90 oed) hefyd wedi cael ei ymchwilio. Trwy ddilyniannu metagenomig o samplau carthion, mae gan bobl iach sy'n byw yn hir fwy o Bacteroidetes a nifer o lwybrau metabolaidd swyddogaethol [17].

Mewn cyferbyniad, mae'r grŵp byw hir afiach yn cynnwys digonedd uwch o Streptococcus a llwybrau mwy swyddogaethol ar gyfer bioddiraddio senobiotig. Nid yw'r adroddiadau hyn o astudiaethau dynol yn gyson iawn oherwydd gwahaniaethau mewn hil, ffordd o fyw a diet. Mae angen ymchwiliadau pellach gan ddefnyddio organebau model amrywiol i egluro rôl microbiota mewn heneiddio.

2.2. Newid Microbiota mewn Heneiddio Drosophila

Proteobacteria (Acetobacter a Komagataeibacter) a Firmicutes (Lactobacillus a Leuconostoc) yw'r rhan fawr o'r microbiota perfedd yn Drosophila [18].

Mae'r rhanbarth celloedd stumog-debyg (CCR) yn y midgut canol yn rheoli dosbarthiad a chyfansoddiad themicrobiota [19]. Mae helaethrwydd a chyfoeth y rhywogaethau microbaidd yn cynyddu'n ddramatig gydag oedran.

Acetobacter persici a Lactobacillus brevis yw'r prif rywogaethau mewn pryfed ifanc tra bod Acetobacter malorum a Lactobacillus plantarum yn drech yn hen Drosophila [20]. Gellid cael pryfed axenig trwy gannu embryonau a meithrin ar fwyd di-haint.

Mae'r ail a'r drydedd genhedlaeth o bryfed asenig yn byw'n llawer hirach na'r rhai a godir yn gonfensiynol.

Mae arbrofion pellach yn dangos bod helaethrwydd microbaidd cynyddol yn benderfynydd cryfach o hyd oes lletyol na chyfansoddiad microbaidd [20,21]. Pan gafodd Drosophila oedolyn di-germ (GF) ei frechu â choctel o rywogaethau bacteriol, gan gynnwys Acetobacter pomorum, Lactobacillus plantarum, Enterococcus faecalis, Acetobacter sp ., a Leuconostoc pseudomesenteroides, heneiddio sifftiau cyfansoddiad microbiota perfedd a nodir gan -Diversity a PCoA assay [22].

Mae meintioliad llwyr o gyfanswm y celloedd bacteriol yn ôl qPCR yn dangos bod llwyth bacteriol yn cynyddu gydag oedran. Mae cyfyngiad dietegol (DR) yn ystod oedolaeth yn cael effaith gwrth-heneiddio warchodedig esblygiadol [23].

Pan fydd yn destun trefn o 2-diwrnod bwydo a 5-diwrnod o ymprydio am fis, mae hyd oes Drosophila yn cynyddu'n sylweddol. Mae'r llwyth o facteria yn lleihau, ac mae swyddogaeth rhwystr y perfedd yn cael ei wella ar ddiwrnod 40 ar ôl triniaeth ymprydio ysbeidiol.

Nid yw effeithiau organebau microbaidd ar heneiddio Drosophila yn gyson iawn, y gellid eu hesbonio gan sawl rheswm. Mae'r pwynt amser i Drosophila gael ei gytrefu ag organebau microbaidd yn bwysig ar gyfer eu heffeithiau ar hirhoedledd.

Mae bacteria yn cael effaith sy'n gwella hyd oes pan gaiff ei ddanfon i Drosophila asenig yn ystod wythnos gyntaf bywyd oedolyn [24]. Fodd bynnag, mae cyswllt â bacteria yn ddiweddarach mewn bywyd yn lleihau'r amser goroesi yn sylweddol [24].

Dylid ystyried yr amgylchedd maethol hefyd wrth ddadansoddi rôl microbiota wrth heneiddio. Gallai hyd oes Drosophila naill ai gael ei ymestyn neu ei fyrhau gan ficrobau pan fyddant yn cael eu meithrin o dan ddietau diffyg maeth (burum isel) neu ddeietau cyfoethog (burum uchel) [25].

Gellid cael Drosophila Axenic naill ai trwy gannu wyau trwy driniaeth orantiotig, a allai achosi effeithiau gwenwynig ac effeithio ar hyd oes. Roedd Lee et al. yn adrodd bod hyd oes pryfed asenig a geir gan y dull cannu sy'n seiliedig ar sodiwm hypoclorit yn llawer byrrach na phryfed a fagwyd yn gonfensiynol [20].

Fodd bynnag, mae'r 2il a'r 3edd genhedlaeth o bryfed asenig ar ôl cannu cenhedlaeth 1af yn byw yn hirach o lawer na phryfed a fegir yn gonfensiynol.

Gellid gweld yr effeithiau andwyol hefyd mewn Drosophila asenig a driniwyd â gwrthfiotigau. Mae'r coctel gwrthfiotig gwanedig heb unrhyw effeithiau gwenwynig ar Drosophila asenig yn ymestyn oes pryfed a fegir yn gonfensiynol [20].

2.3. Mecanweithiau Microbiota mewn Heneiddio Drosophila

Mae dadansoddiad ontoleg genynnol (GO) yn nodi mai prif gategorïau mynegiant genynnau sy'n gysylltiedig â heneiddio mewn pryfed yw imiwnedd, arogli / teimlad, ymateb straen, ymddygiad rhythmig, a metabolaeth.

Mae newid 70% o enynnau a achosir gan heneiddio, yn enwedig ar gyfer ymwrthedd i straen (Hsp70, Hsp26, a Hsp27) ac actifadu imiwnedd cynhenid ​​(CecC, DptB, ac AttA), yn diflannu mewn Drosophila asenig wedi'i feithrin ar gyfryngau â gwrthfiotigau ar gyfer aml-. cenedlaethau [21]. Yn unol â hynny, mae pryfed asenig yn dangos mwy o wrthwynebiad i straen ocsideiddiol, newyn, a her i'r pathogen Drosophila Erwinia carotovora subsp. carotovora (ATCC 15390).

Mewn cyferbyniad, mae prosesau ymddygiad rhythmig, datblygiad cwtigl sy'n seiliedig ar chitin, a chanfyddiad synhwyraidd o arogl yn dal i gael eu cyfoethogi gan bryfed wedi'u codi'n asenig oed.

Yn ogystal â'r llwybr signalau Toll, mae ymateb imiwn Drosophila yn cael ei reoleiddio gan y llwybr diffyg imiwnedd (IMD), sy'n rheoli mynegiant sawl peptid gwrthficrobaidd (AMPs). Mae heneiddio yn cynyddu mynegiant sawl CRhA, fel diptericin, drosocin, ac attacin A, yn y perfedd Drosophila a'r corff cyfan. Gellid dileu’r effeithiau hyn drwy ychwanegu A yn ôl.

aceticat oedolion, sy'n awgrymu y gallai newid microbiome yrru gorfywiogi IMD yn ystod heneiddio. Mae llwybrau metabolaidd sy'n cymryd rhan yn y broses heneiddio hefyd yn cael eu dylanwadu gan ficrobiota'r perfedd.

Mae Allantoin, cynnyrch terfynol metaboledd purin, yn cynyddu yn ystod heneiddio. Gallai acetobacter persici yn y perfedd Drosophila actifadu'r llwybr IMD yn y rentubules a hyrwyddo cynhyrchu allantoin [26].

Mae cymdeithas metagenome-eang (MGWA) yn nodi metaboledd cystein a methionin sy'n cyfrannu at hirhoedledd yn Drosophila [27]. Mae pryfed sydd wedi'u brechu ag Acetobacter labarum sy'n mynegi cystathionine beta-synthase (CBS) yn ectopig, sy'n gyrru fflwcs trwy drawsyswleiddiad ac yn cyfyngu ar gynnwys methionin, yn dangos gwell hirhoedledd.

O'i gymharu â hyd oes, rhychwant iechyd yw'r cyfnod o amser y mae unigolyn yn aros yn iach heb niwroddirywiad ac anhwylderau eraill sy'n gysylltiedig â heneiddio. Mae indoles sy'n deillio o ficrobiota yn ymestyn rhychwant iechyd amrywiol organebau [28].

Mae Drosophila di-germ a godwyd gyda K12 E. coli wedi gwella hyd oes, gallu dringo, ac ymwrthedd i straen gwres, sy'n cael ei ddiddymu ar ôl treiglad indole synthesis genyn hanfodol tryptophanase (tnaA).

Y derbynnydd hydrocarbon aryl (AHR) yw'r derbynnydd uniongyrchol ar gyfer indoles. K12 Ni allai E. coli wella rhychwant iechyd pryfed mutant AHR, sy'n dangos rôl hanfodol AHR yn y mecanwaith moleciwlaidd ar gyfer indole wrth heneiddio'n iach.

C. elegans a llygod yw'r canfyddiadau hyn o Drosophila, sy'n profi ymhellach fod Drosophila yn arf pwerus wrth ymchwilio i ficrobiota mewn heneiddio. Y perfedd yw'r rhwystr cyntaf ar gyfer microbiota ac mae eu rhyngweithio deugyfeiriadol yn cyfrannu at y broses heneiddio. Mae newid yn y microbiota yn actifadu genynnau imiwnedd a chamweithrediad rhwystr cyn-berfeddol yn Drosophila oed [29].

Yn dilyn aflonyddwch rhwystr berfeddol, mae cyfansoddiad microbiota yn newid yn ddramatig ac yn achosi actifadu imiwn systemig. Gallai lactad, a gynhyrchir gan L. plantarum ym microbiota'r perfedd, gael ei ocsidio i mewn i pyrwvatean rhyddhau NADH yn yr enterocyte. Mae'r NADPH oxidase Nox yn defnyddio NADH i gynhyrchuROS ac yn hyrwyddo amlhau bôn-gelloedd berfeddol (ISCs).

Bydd hyperplasia'r perfedd dilynol yn lleihau hyd oes pryfed oedrannus. Gall camweithrediad imiwnedd gwesteiwr hefyd arwain at ddysbiosis sydd yn ei dro yn hyrwyddo heneiddio. Cynyddodd gweithrediad cyfansoddol system imiwnedd y perfedd trwy dreiglad Pdm1/nubbin (nub), rheolydd trawsgrifio POU, doreth o facteria a chyfoeth cyfansoddiad microbiota [30].

Diddymwyd effeithiau byrhau oes nubmutation ar ôl triniaeth gwrthfiotig. Mae proteinau adnabod peptidoglycan (PGRPs) yn foleciwlau imiwnedd cynhenid ​​​​sy'n cael eu cadw rhag pryfed i famaliaid.

Mae mwtaniad PGRP yn Drosophila yn arwain at ordyfiant o Lactobacillus plantarum a chynhyrchiad asid lactig, sy'n hyrwyddo cynhyrchu ROS wedi'i gyfryngu gan Nox, difrod berfeddol, amlhau bôn-gelloedd berfeddol, a dysplasia [29].

Ysgogi signalau JAK / Stat yn y metaplasia sy'n gysylltiedig â inducesage perfedd, dysbiosis cymesurol, a dirywiad swyddogaethol perfedd, sydd yn y pen draw yn lleihau hyd oes Drosophila [19].

For more information:1950477648nn@gmail.com