肠道菌群在生命周期中会经历动态的、性别依赖性的变化。然而，关于年龄和性别综合影响的全面研究仍然有限。这项研究通过16S rRNA基因测序，对年轻（4个月大，n=14）和衰老（20个月大，n=20）C57BL/6J小鼠的肠道菌群进行了组成和功能上的研究。结果显示，年轻小鼠的α多样性更高，特别是在年轻雌性小鼠中观察到显著的增加，这种性别特异性差异在老年小鼠中消失。衰老还伴随着厚壁菌门与拟杆菌门比例的升高，以及关键菌群的显著变化，例如乳杆菌属和罗氏菌属增加，而拟杆菌属和毛螺菌科减少。功能预测揭示了与年龄相关的显著代谢变化，尤其是在雌性小鼠中表现出45条通路改变，包括支链氨基酸（BCAA）代谢、尿酸代谢和脂多糖生物合成的上调。为了直接将微生物BCAA代谢的改变与宿主代谢结果联系起来，研究量化了粪便中细菌BCAA转氨酶基因（ilvE）的丰度，发现在老年小鼠中显著增加。同时，老年小鼠的血浆BCAA、胰岛素和随机血糖水平较高，表明存在与年龄相关的代谢失调。粪便ilvE丰度与老年小鼠的血浆BCAA水平呈正相关，与血糖呈负相关，这提示微生物BCAA代谢与宿主葡萄糖稳态之间存在关联。我们的研究结果表明，肠道菌群的组成和功能受到年龄和性别的双重影响。我们还发现，微生物BCAA代谢的这些改变与衰老期间宿主的代谢参数相关。这些发现强调了将年龄和性别作为生物学变量纳入微生物组研究的重要性，并可能为开发针对年龄和性别特异性的微生物组干预措施提供信息。
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