近日，中国科学院合肥物质院强磁场中心磁共振与环境健康团队以秀丽隐杆线虫为模式生物，发现了趋磁细菌AMB-1在延长生物体健康寿命方面的显著优势，并揭示了其通过抑制铁死亡来延寿的关键机制。相关成果以“A novel role for magnetotactic bacterium: Magnetospirillum magneticum AMB-1 prolonged healthy lifespan of Caenorhabditis elegans via regulating ferroptosis” 为题发表于Free Radical Biology And Medicine。
衰老是以多器官功能进行性衰退为核心特征，并与多种慢性疾病密切相关的生物学过程。在全球人口老龄化加剧的背景下，衰老相关问题已成为公共卫生领域面临的重大挑战。现阶段抗衰老干预主要包括小分子药物干预与遗传调控，但两类方式均存在安全性争议突出、临床转化难度大等短板，亟待开发高效且安全的衰老干预新策略。趋磁细菌凭借独特的胞内磁小体结构和优良的生物相容性，现已广泛应用于药物递送、肿瘤治疗等生物医学领域。然而，趋磁细菌菌体本身是否具有调控衰老进程、延长健康寿命的潜力，此前尚无相关研究予以证实。
本研究以兼具铁生物矿化能力及潜在抗氧化特性的趋磁细菌AMB-1为研究对象，利用秀丽隐杆线虫模型系统，探究了趋磁细菌对生物体寿命与健康寿命的调控效应及机制。研究结果显示，喂食AMB-1可将秀丽隐杆线虫的平均寿命从17.17±1.25天延长至24.62±1.44天，增幅达43.39%。同时，AMB-1还可修复衰老线虫的神经功能、维持肠道结构完整性，显著延长健康寿命。进一步机制研究发现，野生型AMB-1延寿效果优于可逆不产磁AMB-1（RNM-AMB-1），而无产磁能力的AMB-1（NM-AMB-1）对线虫没有延寿效果，提示AMB-1的磁小体生成能力对于其发挥延寿作用至关重要。与喂食大肠杆菌OP50的对照组相比，AMB-1处理可使线虫体内亚铁离子含量下降34.11%，脂质过氧化物水平降低52.19%，显著抑制衰老相关的铁死亡进程。具体而言，AMB-1通过上调铁蛋白编码基因ftn-1的表达、下调秀丽隐杆线虫中促进铁死亡的NADPH氧化酶同源基因bli-3的表达，进而改善铁死亡相关病理表型。RNA干扰实验进一步揭示，编码烷基甘油磷酸合成酶的铁死亡相关基因ads-1，在AMB-1延长健康寿命过程中发挥关键作用。上述研究结果不仅为抗衰老提供了微生物干预新策略，同时也为拓展趋磁细菌在老年医学领域的新应用提供了基础科研数据。
博士研究生丁玉亭为论文第一作者，许安研究员和刘赟副研究员为论文共同通讯作者。该研究得到中国科学院合肥物质院强磁场中心王俊峰研究员、马坤副研究员在菌株供应与培养技术方面的支持，中国科学院地质与地球物理研究所万娟副研究员、硕士研究生黄欣瑶在突变体菌株供应和培养技术方面的支持。该研究还获得了国家自然科学基金等的支持。
图1. 趋磁细菌 AMB-1 通过抑制铁死亡，显著延长秀丽隐杆线虫的健康寿命
