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Gut microbiota combined with metabolomics reveals the metabolic profile of the normal aging process and the anti-aging effect of FuFang Zhenshu TiaoZhi(FTZ) in mice - 30/11/19

Doi : 10.1016/j.biopha.2019.109550 
Duosheng Luo a, b, 1, Kechun Chen a, b, 1, Jingbiao Li a, b, Zhaoyan Fang a, b, Huiting Pang a, b, Yifan Yin a, b, Xianglu Rong a, b, Jiao Guo a, b,
a Key Unit of Modulating Liver to Treat Hyperlipemia SATCM (State Administration of Traditional Chinese Medicine), Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou, China 
b Guangdong Metabolic Disease Research Center of Integrated Chinese and Western Medicine, Guangzhou, China 

Corresponding author at: Key Unit of Modulating Liver to Treat Hyperlipemia SATCM (State Administration of Traditional Chinese Medicine), Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou, China.Key Unit of Modulating Liver to Treat Hyperlipemia SATCM (State Administration of Traditional Chinese Medicine)Guangdong Pharmaceutical UniversityGuangzhouChina

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Abstract

The aging process is accompanied by changes in the gut microbiota and metabolites. This study aimed to reveal the relationship between gut microbiota and the metabolome at different ages, as well as the anti-aging effect of FTZ, which is an effective clinical prescription for the treatment of hyperlipidemia and diabetes.

Methods

In the present study, mice were randomly divided into different age and FTZ treatment groups. The aging-relevant behavioral phenotype the levels of blood glucose, cholesterol, triglycerides, low density lipoprotein cholesterol, free fatty acids, high density lipoprotein-cholesterol and cytokine TNF-α,IL-6, IL-8 in the serum were measured. Changes of serum metabolties were analyzed by ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (UPLC-Q-TOF/MS). Gut microbiota were identified using 16S rDNA sequencing.

Results

Our results indicated that with age, the aging-relevant behavioral phenotype appeared, glucose and lipid metabolism disordered, secretion levels of cytokine TNF-α, IL-6 and IL-8 increased.The Firmicutes/Bacteroidetes ratio changed with age, first increasing and then decreasing, and the microbial diversity and the community richness of the aging mice were improved by FTZ. The abundance of opportunistic bacteria decreased (Lactobacillus murinus, Erysipelatoclostridium), while the levels of protective bacteria such as Butyricimonas, Clostridium and Akkermansia increased. Metabolic analysis identified 24 potential biomarkers and 10 key pathways involving arachidonic acid metabolism, phospholipid metabolism, fatty acid metabolism, taurine and hypotaurine metabolism. Correlation analysis between the gut microbiota and biomarkers suggested that the relative abundance of protective bacteria was negatively correlated with the levels of leukotriene E4, 20-HETE and arachidonic acid, which was different from protective bacteria.

Conclusion

Shifts of gut microbiota and metabolomic profiles were observed in the mice during the normal aging process, and treatment with FTZ moderately corrected the aging, which may be mediated via interference with arachidonic acid metabolism, sphingolipid metabolism, glycerophospholipid metabolism, taurine and hypotaurine metabolism and gut microbiota in mice.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : FTZ, Metabolomics, Gut microbiota, Aging


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Vol 121

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