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作者首先通过实验研究了杜仲多糖（EPs）的形态表征，结构参数包括单糖组成和分子量结果，如图1所示。结果表明杜仲多糖分子量在630-251KD，是由甘露糖，鼠李糖，葡萄糖，半乳糖，木糖，阿拉伯糖和半乳糖醛酸所组成的酸性多糖，其中葡萄糖占比高达82%。

图1 杜仲多糖的分子结构检测的

为了探索EPs的体内作用，作者采用不同浓度（1%，2%，4%，8%，16%）喂养黑腹果蝇，并每天计算存活率（图2A）。结果表明，低浓度组（1%）的果蝇存活率没有显著差异，但2%和4%组均显示出寿命延长，与之相对应的是，8%和16%组表现出负面影响（图2B-G）。

图2 适当浓度的EPs能够促进果蝇存活并延长其寿命

为了进行后续研究，作者评估了果蝇体重，结果显示雄果蝇（图3A）和雌果蝇（图3B）在4%浓度时体重影响最小，因此选用该浓度。运动和繁殖实验表明，EPs补充分别提高了果蝇的攀爬能力和雌果蝇的繁殖力（图3C-D） 。这些证据进一步表明，在发育过程中适当补充EPs可以延缓衰老并促进长寿。

作者收集了果蝇样本进行label-free蛋白质组学检测（图4A），数据结果显示10日龄和30日龄的果蝇之间存在显著差异，而EPs喂养30日龄的果蝇更接近10日龄的蛋白数据。与10日龄相比，30日龄果蝇的Kelch样ECH相关蛋白1/核因子E2相关因子2（Keap1/Nrf2）途径相关的蛋白明显下调，而在喂食EPs的30日龄果蝇中则上调（图4C,D）。大脑和肠道组织中的ROS累积实验也表现出类似的结果，即与10日龄相比，ROS在30日龄果蝇中明显积累，但在EPs喂养的30日龄果蝇中的ROS水平有所下降（图4E-G），相对应的，SOD和GSH-Px（与ROS清除有关）的活性也在EPs喂养组中有所增加。以上结果表明EPs能够减少果蝇中与年龄相关的氧化应激。

图4 EPs抑制老年果蝇的氧化应激

为了研究EPs在肠道微生物群中的作用，作者收集了果蝇肠道进行了微生物组16S检测，与蛋白组结果相类似，衰老造成的肠道菌群差异被EPs补充回复靠近年轻果蝇（图5A-B）。LEfSe分析结果中，与10日龄相比，30日龄果蝇中富含Gluconobacter、Providencia和Enterobacteriaceae，通过Mantel检验，证实了这些菌群的丰富度与ROS累积存在明显的正相关，且进一步的随机森林分析数据表明它们是预测果蝇中ROS积累的主要变量（图5C-E）。在EPs补充后，这三种菌的变化被显著缓解（图5F-H）。这些结果表明，EPs可以拯救果蝇由衰老造成的肠道微生物群结构变化。

图5 EPs重塑了老年果蝇的肠道微生物群

为了确认肠道微生物群与寿命变化之间的关系，作者在蜕变后24h内收集果蝇，并将分组设置为：EPs组（果蝇被培养在补充有EPs的培养基上），抗生素组（果蝇在补充有利福霉素、四环素和氨苄青霉素的培养基上培养），EPs+抗生素组（果蝇被培养在同时补充有EPs和抗生素的培养基上），FMT-EA组（果蝇在标准培养基上培养30天，然后转移到30日龄EPs组果蝇使用过培养基上），FMT-A（果蝇在标准培养基上培养30天，然后转移到30日龄对照组果蝇使用过的培养基上）和对照组（果蝇在标准培养基上培养），每天对活体果蝇进行计数，直到最后一只果蝇死亡（图6A）。

与先前的数据一致，EPs组果蝇寿命显著增加，EPs+抗生素组只受到轻微影响，而抗生素组与对照相比无较大差异（图6B）。此外，FMT-EA组的数据表明，EPs组老年果蝇的FMT也能显著延长果蝇寿命，而对照组老年果蝇的FMT则轻度缩短了果蝇寿命（图6C）。

图6 EPs通过肠道微生物群重塑实现寿命延长

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EPs组30日龄果蝇的FMT对肠道微生物群的影响与EPs组类似

为了确认EPs组30日龄果蝇FMT的影响是否与EPs组类似，作者进行了进一步的实验（图7A）。微生物组数据表明与FA-10（在对照组30日龄的FMT培养基上培养）的相比，FE-10（在EP组30日龄的FMT培养基上培养）的微生物群构成更接近于10日龄果蝇，而FA-10更接近于30日龄果蝇。而衰老引起的Gluconobacter、Providencia和Enterobacteriaceae的丰度变化也在FE-10中被回复（图7B-E）。

这些证据表明，EPs组30日龄果蝇的FMT对肠道微生物群的影响与EPs相似。

图7 老年果蝇FMT对幼蝇肠道微生物群的影响

在这项研究中，作者以杜仲多糖为原料，应用多糖结构检测技术，行为学监测、蛋白质组学、肠道微生物组学和生物信息学等先进的医学生物学技术方法，深入系统地研究了杜仲延年益寿的分子机制，结果表明EPs可以重塑肠道微生物组成，缓解ROS积累，并延长果蝇的寿命。此外，EPs还能有效地改善年龄引起的衰退，如运动能力和繁殖力的下降。因此，EPs在未来有希望作为益生元重塑与年龄相关微生物群，从而对衰老造成的相关功能障碍产生一定的缓解作用。