“吃土”这个词,大概是某段时期年轻人最常挂在嘴边的自嘲了吧?每到月底,朋友圈总少不了晒收支记录配上“本月继续吃土”的调侃。
抛开调侃,你可能想不到的是,真实的“吃土”群体比我们想象中要庞大得多!每天,全球有数十万人在认认真真地吃土!比如在坦桑尼亚,当地人通过食用黏土来获取80%的营养[1]。无独有偶,我国山西地区,也有将“观音土”纳入膳食的文化[2]。
而在美国亚马逊网站上,你甚至能买到正儿八经的食用级泥土[3]——这大概是最接地气的网购了吧?
而最近,中科院遗传与发育研究所的田烨课题组的最新研究发现,只要吃得对,哪怕是吃土也能延寿[4]!
通常我们所说的“土壤”,一般包含了无机物(沙砾、矿物等)、有机物(动植物残体、微生物等)、液相(水分)和气相(氧气、二氧化碳等)。
而在这项研究中,真正发挥了延寿作用的,是土壤微生物。
学者们筛选了来自土壤中的119种微生物,或者说细菌,涵盖了变形菌门、放线菌门、拟杆菌门和厚壁菌门四大主要类群。为了找出哪些细菌才是真正的“续命高手”,学者们以线虫的中位寿命(大约14天)为指标设计了一场生存挑战赛:
在这119种细菌中,有40种会抑制线虫的生长(你们40位可以下班了)。而在剩下的选手中,有8个属的细菌能显著延长线虫寿命,而其中最厉害的“续命王者”,就是来自分支杆菌属(Mycobacterium)的Root265(让我们记住这个编号!):
说起这位Root265选手,它其实不是第一次被科学家们发现了,但这次却是第一次知道它还藏着这么一手续命绝活。
除了寿命以外,学者们还发现食用Root265的线虫在运动能力、肠道屏障完整性以及神经感觉功能三个方面都有显著提高:
图注:OP50为实验室标准大肠杆菌,作为Root265的对照食物;D2和D9分别代表了线虫的日龄为2、9天;BAS-1是多巴胺(dopamine)和五羟色胺(serotonin)这两种重要神经递质合成途径中的关键酶,对线虫的感觉、运动、学习和记忆等神经功能至关重要
这意味着Root265不仅能延长线虫寿命,还能全面提升线虫的健康状况。另外,学者们还发现,进食Root265的线虫,其食物摄入量相比于普通线虫并无变化,说明Root265并非是通过热量限制来发挥包括延寿在内的种种作用。
了解热量限制的人可能知道,热量限制的延寿往往与放缓生物的生长和成熟过程有关。很多动物研究中,施行了热量限制的动物,其生长速度更慢,成年后体型更小,甚至会影响繁殖能力[5]。
但!我们的Root265选手不一样,喂食了Root265的线虫发育反而更快,产卵数与普通线虫相当,意味着Root265延长的是线虫身体机能巅峰的成年寿命,而完全不需要牺牲发育和生殖作为代价!
图注:OP50为实验室标准大肠杆菌,作为Root265的对照食物
接下来,学者们进一步探究Root265延寿的独到之处,发现即便给线虫喂食死掉的Root265细菌,延寿效果依旧杠杠的。
图注:dOP50为死掉的大肠杆菌,作为dRoot265的对照食物;From DX表示从第X天开始给线虫喂食死掉的Root265
这个发现告诉我们,Root265不需要在线虫肠道里安家落户(成功定植),光是它的"遗产"(细胞成分和分泌的活性物质)就足以让线虫延年益寿。
紧接着,学者们通过各种手段分离Root265的活性成分,最终锁定了三种能让线虫延寿的物质:
多糖(PSs)
PSs我们并不陌生,淀粉就是我们最常见的PSs,而Root265中有一种特殊的PSs,能通过激活转录因子DAF-16来延长寿命。
DAF-16是高度保守的有延寿能力的转录因子,对应哺乳动物中的FOXO基因。除了延寿以外,这种PSs也主要负责改善运动能力和肠道屏障完整性:
阿拉伯半乳聚糖肽聚糖(AGP)
AGP是细菌细胞壁的关键成分之一,Root265的AGP可以改善运动能力和肠道屏障完整性,而且是不依赖于DAF-16的机制(具体机制暂时还未知),因此AGP可以与PSs联手,效果叠加。
极性脂质
极性脂质是细胞膜的基本骨架,在各种细胞膜中普遍存在。而Root265的极性脂质同样具有特殊性,它也通过不依赖于DAF-16的方式改善了线虫的寿命、运动能力和神经功能:
不过有一点需要注意,无论PSs、AGP还是极性脂质,都是某一类物质的统称,目前学者们还没有确定它们更具体的分子结构和理化性质,比如,同样属于PSs和AGP,Root265生产的就可以延寿,但大肠杆菌生产的就没这个本事。
在之前我们知道,定植益生菌之所以能成为一种受到认可的抗衰方案,是因为它有着直接补充抗衰物质所无法替代的优势——一旦在肠道定植,益生菌就可以持续产生有益的活性物质,相当于直接在体内安装了个抗老物质工厂,这样就避免了了反复外服的麻烦。
图注:益生菌:我们活该是牛马?
然而,理论美好,实践上可没那么简单:益生菌在加工、储存和消化过程中容易受到温度、氧气、压力、pH 值、过氧化氢和消化酶等不利条件的影响,结果就是,千军万马出发,最后能顺利通过九九八十一难,长期安家在肠道的,可能十不存一[6]。
所以呢,除非你选择“粪菌移植”这种把整个微生态系统都打包搬家到我们体内的方式,不然一般的补充方法(比如益生菌胶囊、发酵食品等)只能让益生菌短暂地定植,停止补充后水平会迅速下降[7]。
图注:dil-3和dil-4,即10^-3和10^-4稀释;该图说明了益生菌对于生长环境是非常挑剔的,若环境不适宜,其数量和活性会迅速下滑
而田烨课题组对于Root265的研究,就给我们提供了一种不依赖肠道定植的,利用有益菌抗衰的思路。可能有人问了,不定植的话,那不同样得反复补充才有用吗?哎!这次学者们还专门做了其他实验来探究这一问题。
他们发现,即使是短期摄入这些活性物质也能达到延长寿命的效果!比如从线虫成年起才开始喂食Root265(吃Root265的时间大约占整个生命周期的85%),延寿效果和全程喂食Root265相当。
而仅在成年前喂食Root265(吃Root265的时间大约占整个生命周期的20%),延寿效果也能达到全程喂食Root265的将近50%!成功达成了“短期享用,获益终生”!
说了这么多,一个最实际的问题是,这么好的菌,要在什么样的土里才有呢?为了防止心急的抗衰爱好者现在就去后院开始挖土,派派必须要普及一下这位Root265的门户背景:
简单来说,Root265的老家可不是随便一抔泥土,而是植物根际微环境,也就是植物根系周围的一小片黄金地带,这里比普通土壤里的微生物更多更丰富。
目前科学家们发现的Root265,是从拟南芥(植物界的“实验室网红”)的根际分离出来的,而其他植物根际中是否普遍存在Root265,目前还不能确定。
PS:所以可以说,Root265算是植物的“口粮”来着,不过既然可能有延寿效果,那么以后怕不是也能“有幸”被人类享用了捏~
但这也引申出了一件事:这项研究受限于可用资源,仅探究了拟南芥根部细菌(谁让它是“网红”),而其他植物根际是否还有更多如Root265这样的宝藏细菌,目前还是未知。
可至少说明,很多植物根际可能是一个发现有益微生物的重要源头,这里的微生物们也可能具有许多尚未被发现的重要生物学功能,值得进行更深入挖掘。
不过这项研究的成果无疑是开了一个好头——我们脚下的土地中还蕴含着多少“金矿”,是一个值得遐想的问题。
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