近年来，针对“肠道菌群—靶器官轴”的多项研究显示，肠道菌群对宿主的健康及疾病状态具有调节作用。应用“16s/宏基因组+代谢组”的检测组合成为该领域的重要方法。随着单细胞转录组（scRNA-seq）和空间组学技术的迅速发展，研究人员发现宿主组织的异常往往与其内部细胞群体的表达异常相伴而生。因此，将单细胞转录组和空间组学纳入“肠-靶轴”研究，不仅能够更深入地解析肠道菌群代谢产物如何引发组织细胞的异常表达及组织病变，还能进一步丰富相关研究的层次。
在此背景下，复旦大学的研究团队发表于《Nature Aging》的论文“Gutmicrobial-derived phenylacetylglutamine accelerates host cellular senescence”展示了他们最新的研究成果。文章结合了宏基因组、代谢组、单细胞转录组、转录组及蛋白磷酸化数据，揭示了肠道菌群分泌的代谢产物能启动细胞衰老程序，诱导小鼠肾脏和肺部组织的衰老，而应用外源性衰老抑制剂则能逆转这一过程。
该研究包含132例年龄在22岁至104岁之间健康个体的血浆与粪便样本的综合分析。在所有受试者的血浆样本中，共检测到166种代谢物，其表现出与年龄密切相关的特征。通过富集分析发现，年龄相关的代谢物集中在苯乙酸代谢通路中，其中苯乙酰谷氨酰胺（PAGln）及其前体代谢物随年龄的增长而增加，该结果在多个验证队列中均得到了确认。
进一步的研究表明，灵长类动物的肠道微生物能够将饮食中的L-苯丙氨酸转化为PAA后，形成PAGln。对人群中衰老过程中肠道微生物与血浆PAA、PAGln积累之间联系的深入分析显示，老年群体的肠道微生物组成与年轻及中年群体相比差异显著，某些细菌在老年人群中表现出了更强的PAA产生能力。
此外，研究还证实了PAGln在体内外均能诱导细胞衰老。小鼠实验表明，PA的处理导致细胞增殖受到抑制，而细胞周期无法恢复。通过分析，可以看到细胞衰老标志物的表达水平随着PAGln剂量的增加而增加，进一步证明了其在衰老过程中的重要作用。
综上所述，该研究清楚地表明，老年群体的肠道菌群具有更强的代谢能力，这使PAGln和PAA在血液中的含量增加，从而引起细胞的线粒体功能障碍和DNA损伤，进而造成细胞衰老，最终导致器官的功能衰退。值得注意的是，研究结果也表明，通过阻断与衰老相关的信号通路或使用特定抑制剂，可能有效减轻细胞衰老。
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