抗菌肽（Antimicrobial peptides，AMPs）是先天免疫系统产生的一类具有抑菌活性的小分子多肽，广泛存在于各类物种中，对人体有着调节免疫、抗炎、调节肠道菌群的作用，对身体健康有一定的好处。
自20世纪90年代中期发现首个抗菌肽（AMPs）以来，新型AMPs的研究和开发一直在稳步增长。据统计，在过去几十年的研究中，已发现约3000种AMPs分子。传统技术，包括从不同生物来源中提取、分离、纯化和鉴定生物活性化合物，仍然是获取天然AMPs的主要方法。传统方法在开发天然AMPs方面的局限性促使了新型筛选技术的发展。
遗憾的是，尽管现有AMPs，如多黏菌B在临床上效果显著，但发现新的AMPs仍然十分困难。虽然人类微生物群中潜藏着大量AMPs，但这一领域的探索仍不够充分。
近日，来自全国领先的长寿科技企业——广西爱生生命科技有限公司（以下简称爱生生命）在人类健康长寿的研究又取得了重要进展，研究了百岁老人肠道微生物组中的抗菌肽，以新视角探索长寿机制。爱生生命科学家团队在国际知名学术期刊《The Journals of Gerontology, Series A: Biological Sciences and Medical Sciences 》 （老年学系列期刊A-生物科学与医学科学），发表了题为“Antimicrobial Peptides From the Gut Microbiome of the Centenarians: Diversifcation of Biosynthesis and Youthful Development of Resistance Genes ”（百岁老人肠道微生物组中的抗菌肽：多样化的抗菌肽生物合成和年轻化的抗性基因发展）的研究论文。该论文通过分析不同生命阶段健康人的肠道宏基因组数据，研究了肠道微生物组中抗菌肽的潜在发展和耐药基因的分布模式，揭示了长寿可能得益于较高的抗菌肽多样性和较低的抗性基因水平，填补了百岁老人的肠道微生态环境中抗菌肽研究的空白。
为了进一步研究挖掘长寿的关键因素，揭开肠道菌群中潜在AMPs及其抗性基因与年龄分布之间的关系，增强人们对肠道菌群与长寿关系的理解。该研究通过构建AMPs预测模型，分析预测不同年龄条件下宏基因组数据中潜在AMPs的分布模式。
图1. LSTM模型对测试数据的分类性能。（A）LSTM模型对c_AMP的识别性能，包括ROC图、精确召回率图和混淆矩阵图；（B）与（A）类似，但针对c_AMP的Gram+/Gram-识别效果；LSTM，长短期记忆；ATT，注意力；c_AMP，候选AMP
该研究团队采集了50例健康人群的粪便样本，依据年龄分为三组：年轻组（YG，24-44岁，n=15）、老年组（OAG，68-85岁，n=15）和长寿老人组（CG，100-116岁，n=20），并对所有样本进行宏基因组测序。通过将宏基因组数据与AMPRGs库进行比较，发现了不同年龄组中AMPRGs的分布差异。研究团队采用LSTM模型对源自50例样本的宏基因数据相应ORF数据集进行预测，并对预测得到的候选AMP（c_AMP）计算其在样本中的丰度。通过将年轻组（YG）和老年组（OAG）合并，并与长寿组（CG）进行差异分析。结果表明c_AMP 在百岁老人中显著富集（图3B），并推测这些c_AMPs可能对长寿特征有所贡献。
图3.不同年龄组间差异 c_AMPs 的分布。（A）展示不同年龄组间差异 c_AMPs 的相似性和变异性结果；（B）展示 CG 组和 YOG 组间差异 c_AMPs 的火山图；（C）展示差异 c_AMPs 组间和组内的扰动图；（D）展示三种常见有益菌与 c_AMP 之间相关性分布的热图；c_AMP，候选 AMP；Dif_c_AMPs，差异 c_AMPs；CG，百岁老人组；OAG，老年人组；YG，年轻人组；YOG 组，非百岁老人组，为 YG 组和 OAG 组的组合
该团队还评估了三种与衰老关联性较大的菌种（Akkermansia muciniphila阿克曼氏菌、Bifidobacterium longum双歧杆菌和Bacteroides fragilis脆弱类杆菌）与重要AMP（ic_AMP）在宏基因组测序数据中的相关性，结果表明这三种菌可作为ic_AMP具有长寿关联性的佐证。（图3D）
该研究结合机器学习方法分析不同年龄段个体的肠道宏基因组数据，探讨肠道微生物组中抗菌肽（AMP）合成的潜力和AMPRG的发育状况。结果表明，百岁老人可能拥有更多样化的抗菌肽（AMP）合成潜力和更年轻的AMPRG发育状态。这将有助于指导选择抗菌肽（AMP）储存库和开发新型抗菌肽（AMP），并可能有助于从抗菌剂的角度阐明百岁老人的长寿优势。此外，分析肠道微生物组AMPRGs还有助于预测新型耐药性抗菌剂的产生，为开发新型耐药性抗菌剂提供了科学依据，有望降低抗生素耐药性风险，具有巨大的应用潜力。
据悉，这是今年以来，爱生生命在长寿研究领域的科研成果第三次登上国际知名学术期刊，对于提升公司的品牌知名度和国内外学术界的影响力，以及对人类健康的贡献具有重要意义。截至目前，爱生生命已获国家发明专利和软著100余项（含申请中），并成功把新技术、新成果转化应用到产品中。该公司始终把全球人能享受长寿技术，实现健康长寿作为总体目标，以长寿科技为核心，全力开发干预疾病、改善健康、延缓衰老、延长寿命的微生态产品及长寿健康管理服务，先后推出了抗炎、改善代谢、改善睡眠以及针对预防衰老等系列产品。
未来，该公司将继续秉持“长寿科技先行者·健康进化缔造者”的理念，不断开拓创新，推动科研成果转化及落地应用，以前沿科技造福人类健康，让人类的长寿梦照进现实。
