多项研究已确认“肠道菌群—靶器官轴”中的肠道微生物对宿主的健康与疾病具有重要调节作用。其中，“16s/宏基因组+代谢组”的检测方法被广泛应用于相关研究。随着单细胞转录组（scRNA-seq）和空间组学的快速发展，宿主组织中的细胞群异常表达往往与组织病变相伴随。通过细胞层面观察组织细胞异常已经成为解析个体疾病异质性的重要工具。因此，在“肠-靶轴”研究中引入单细胞转录组和空间组学，不仅可以深入探讨肠道菌群代谢产物如何引发组织细胞异常表达，进而导致组织病变，还可以丰富研究的深度和层次。

今天为大家分享由复旦大学团队在《Nature Aging》上发表的一项研究，题为“Gutmicrobial-derivedphenylacetylglutamineaccelerateshostcellularsenescence”。该研究结合了宏基因组、代谢组、单细胞转录组、转录组和蛋白磷酸化数据，证实了肠道菌群分泌的代谢产物能够启动细胞衰老程序，并诱导小鼠的肾脏和肺部组织衰老。同时，研究发现使用外源性衰老抑制剂可以逆转这一衰老进程。

该研究的样本选择包括132例22岁至104岁的健康个体的血浆和粪便样本进行宏基因组及代谢组检测。此外，研究还对PAGln（苯乙酰谷氨酰胺）腹腔注射小鼠以及对照组的肾脏和肺部进行单细胞转录组分析。同时，对PAGln处理的人脐静脉内皮细胞进行了转录组检测。

研究结果显示，肠道微生物群—宿主的共代谢产物PAGln与年龄显著相关。通过对所有人群血浆样本的检测，共发现166种代谢物，并且这些代谢物在不同年龄阶段表现出不同的特征。尤其是，与年龄相关的代谢物主要集中在苯乙酸代谢通路中，结果在两组验证队列中均得到了验证。

进一步的宏基因组分析显示，相较于年轻和中年人群，老年人群的肠道微生物组成差异显著。研究发现，Older人群中富集的特定微生物与PAA和PAGln的丰度显著正相关，显示出老年人群的肠道微生物群具有更强的PAA生成能力。

此外，PAGln在体内外均可引发细胞衰老。使用多种生理浓度的PAGln处理人脐静脉内皮细胞和小鼠模型，均显示出细胞生长受到抑制，并且相关的衰老标志物显著增加。细胞实验结果表明，PAGln诱导的细胞衰老与线粒体功能障碍以及DNA损伤密切相关。

最后，研究还发现通过阻断ADR信号通路和衰老细胞清除（senolytics）能够减轻PAGln诱导的细胞衰老现象。卡维地洛作为一种抗衰老药物，显示了良好的效果，可以显著降低PAGln诱导的小鼠肾脏和肺部的衰老标志物水平。

总之，该研究揭示了老年人群肠道菌群如何通过增强PAGln合成能力而导致细胞老化，进而引发组织衰老。这项重要的研究为老龄化相关疾病的防治提供了新的思路与方向。

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