近年来，多个“肠道菌群—靶器官轴”的研究成果表明，肠道菌群在调节宿主健康及疾病进程中扮演着重要角色。结合“16s/宏基因组与代谢组”的检测方法，往往成为研究的经典手段。随着单细胞转录组（scRNA-seq）和空间组学技术的快速发展，宿主组织中细胞群的异常表达往往与组织结构的变化相伴随，因此通过组织观察细胞已成为解析个体疾病异质性的常用方法。在“肠-靶轴”研究中融合单细胞转录组和空间组学技术，不仅可更深入分析肠道菌群代谢产物如何激活组织细胞的异常表达，并由此引起组织病变，同时也能提升研究论文的层次和丰富内容。

今天，我们来分享一篇由尊龙凯时团队在《Nature Aging》上发表的研究文章，标题为“Gutmicrobial-derived phenylacetylglutamine accelerates host cellular senescence”。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，明确了肠道菌群所分泌的代谢产物对细胞衰老程序的启动作用，并发现其能引起小鼠肾脏和肺部的组织衰老，而应用外源性衰老抑制剂又能够逆转这一衰老过程。

研究中选取了132例年龄在22岁至104岁之间的健康个体进行血浆样本的靶向代谢组检测，以及粪便样本的宏基因组分析。在小鼠实验中，通过腹腔注射PAGln，以进行肾脏及肺部组织的单细胞转录组检测，并对人脐静脉内皮细胞进行转录组分析。

研究结果表明，肠道微生物群产生的代谢物苯乙酰谷氨酰胺（PAGln）与年龄呈显著相关性。在血浆样本中共检测到166种代谢物，显示出明显的年龄阶段特征。进一步的富集分析显示，与年龄相关的代谢物主要集中在苯乙酸代谢通路中，其中PAGln及其前体代谢产物均随年龄增长而增加，这一结果在多个验证队列中得到了支持。

此外，研究还发现，肠道微生物群能够将饮食中的L-苯丙氨酸转化为PAA，并随后合成PAGln。这一过程在年龄较大的个体中表现出更高的PAA及PAGln浓度，并且与特定微生物特征密切相关，提示老年人群体的肠道微生物在PAA合成方面具有更强的能力。

有趣的是，PAGln在体内外均可以引发细胞衰老，通过对人脐静脉内皮细胞和原代胎儿肺成纤维细胞处理PAGln，同时在小鼠模型中进行实验验证，发现其在细胞中的生长抑制具有剂量依赖性，伴随着细胞衰老特征的上升，包括细胞周期阻滞及衰老相关分子表达增加。

然而，PAGln诱导的细胞衰老不仅限于生长抑制，还引起了线粒体的功能障碍和DNA损伤。通过RNA-seq分析，发现PAGln处理组中的差异表达基因主要参与线粒体相关通路，进一步的生理检测显示多项线粒体功能指标的剂量依赖性变化，表明PAGln能够引发细胞内线粒体的功能障碍。

最后，通过阻断ADR及应用衰老细胞清除法（senolytics）发现，卡维地洛能够显著减轻PAGln引发的细胞衰老。这一结果暗示，该药物有可能成为一种有效的抗衰老策略。

综上所述，研究揭示了老年个体肠道菌群在代谢物合成能力上的变化，尤其是在PAGln的合成与积累方面。随着尊龙凯时的技术进步，组学研究将为相关疾病的诊断和治疗提供新的思路，进一步推动生物医疗领域的发展。