A módosított alma-poliszacharid szabályozza a mikrobiális dysbiosist, hogy elnyomja a magas zsírtartalmú étrend okozta elhízást a C57BL/6J egerekben

Absztrakt

Célja

Az elhízás, amely jelentősen növeli a betegségek, például az anyagcsere-betegségek kockázatát, jelentős egészségügyi kihívássá válik. Ebben a tanulmányban ezért megvizsgáltuk a módosított alma-poliszacharid (MAP) elhízásra gyakorolt hatását.

Mód

Tizenkét hím C57BL/6J egeret kaptak 45% magas zsírtartalmú étrendben (HFD) 12 héten keresztül, hogy megismételjék az elhízás modelljét, hat egér pedig normál étrendet kapott kontrollként. Ezután 1 g/kg MAP-ot adtunk hat egérnek szondával 15 napig. Az Illumina Miseq PE300 szekvenáló platformot használtuk a székletminták mikrobiális sokféleségének elemzésére. Áramlási citometriával vizsgáltuk a MAP hatását a zsírszövet immunsejtjeire. Baktériumtenyészetet és qPCR-t használtunk a MAP egész székletbaktériumok és reprezentatív mikrobiota növekedésére gyakorolt hatásainak értékelésére in vitro.

Eredmények

A MAP hatékonyan enyhítheti a HFD által kiváltott elhízást és csökkentheti az egerek testtömegét. Az α diverzitás eredményei azt mutatták, hogy a HFD csoportban a Shannon index szignifikánsan alacsonyabb volt, mint a kontroll csoportban; A Shannon index a MAP csoportban magasabb volt, mint a HFD csoportban. A β diverzitás eredményei azt mutatták, hogy a MAP csoport mikrobiotája jobban hasonlított a kontroll csoportéhoz. A HFD növelte a T-sejtek és a makrofágok számát az adipocitákban; míg a MAP csökkentette a T-sejtek és a makrofágok számát. A MAP elősegítheti a székletbaktériumok szaporodását, és megkönnyített hatást mutat a szaporodásra Bacteroidetes, Bacteroides, Lactobacillus, és gátló hatása a Fusobacterium.

Következtetések

A MAP hatékonyan csökkentheti az egerek HFD által kiváltott elhízását. A lehetséges mechanizmusok az, hogy a MAP helyreállította a HFD által kiváltott bél mikrobiota rendellenességet, csökkentette a T-sejtek és a makrofágok számát a zsírszövetben.

Ez az előfizetéses tartalom előnézete. Jelentkezzen be a hozzáférés ellenőrzéséhez.

Hozzáférési lehetőségek

Vásároljon egyetlen cikket

Azonnali hozzáférés a teljes cikk PDF-hez.

Az adószámítás a fizetés során véglegesül.

Feliratkozás naplóra

Azonnali online hozzáférés minden kérdéshez 2019-től. Az előfizetés évente automatikusan megújul.

Az adószámítás a fizetés során véglegesül.

Rövidítések

Bacteroides

Bacteroidetes

Fusobacterium

Nagy sűrűségű lipoprotein koleszterin

Alacsony sűrűségű lipoprotein koleszterin

Lactobacillus

A vastagbélgyulladással összefüggő vastagbélrák

Hivatkozások

Prospektív tanulmányok C, Whitlock G, Lewington S, Sherliker P, Clarke R, Emberson J, Halsey J, Qizilbash N, Collins R, Peto R (2009) Testtömeg-index és ok-specifikus mortalitás 900 000 felnőttnél: együttműködési elemzések 57 prospektív tanulmány. Lancet 373 (9669): 1083–1096. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(09)60318-4

Együttműködés NCDRF (2016) A felnőtt testtömeg-index alakulása 200 országban 1975 és 2014 között: 1698 populációalapú mérési vizsgálat összesített elemzése 19,2 millió résztvevővel. Lancet 387 (10026): 1377–1396. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(16)30054-x

Kinlen D, Cody D, O’Shea D (2018) Az elhízás szövődményei. QJM 111 (7): 437–443. https://doi.org/10.1093/qjmed/hcx152

Apovian CM (2016) Elhízás: definíció, társbetegségek, okok és teher. Am J Manag Care 22 (7 kiegészítő): s176 – s185

Noncommunicable Diseases Progress Monitor, 2017 (2017) Egészségügyi Világszervezet (WHO), 231. o. Https://www.who.int/nmh/publications/ncd-progress-monitor-2017/en/(2017)

Bäckhed F, Ding H, Wang T, Hooper LV, Koh GY, Nagy A, Semenkovich CF, Gordon JI (2004) A bél mikrobiota mint környezeti tényező, amely szabályozza a zsírraktározást. Proc Natl Acad Sci, USA, 101 (44): 15718–15723. https://doi.org/10.1073/pnas.0407076101

Ridaura VK, Faith JJ, Rey FE, Cheng J, Duncan AE, Kau AL, Griffin NW, Lombard V, Henrissat B, Bain JR, Muehlbauer MJ, Ilkayeva O, Semenkovich CF, Funai K, Hayashi DK, Lyle BJ, Martini MC, Ursell LK, Clemente JC, Van Treuren W, Walters WA, Knight R, Newgard CB, Heath AC, Gordon JI (2013) Az elhízás szempontjából ellentmondó ikrek bélmikrobiota modulálja az anyagcserét egerekben. Science 341 (6150): 1241214. https://doi.org/10.1126/science.1241214

Lazar V, Ditu LM, Pircalabioru GG, Picu A, Petcu L, Cucu N, Chifiriuc MC (2019) Bél mikrobiota, gazdaszervezet és diétás trialógus cukorbetegségben és elhízásban. Elülső Nutr 6:21. https://doi.org/10.3389/fnut.2019.00021

Wang S, Li Q, Zang Y, Zhao Y, Liu N, Wang Y, Xu X, Liu L, Mei Q (2017) Az alma poliszacharid gátolja a mikrobiális dysbiosist és a krónikus gyulladást, valamint modulálja a bélpermeabilitást HFD-vel táplált patkányokban. Int J Biol Macromol 99: 282–292. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.02.074

Zhang D, Li YH, Mi M, Jiang FL, Yue ZG, Sun Y, Fan L, Meng J, Zhang X, Liu L, Mei QB (2013) A módosított alma-poliszacharidok elnyomják a kolorektális rákos sejtek lipopoliszacharid által kiváltott migrációját és invázióját . Nutr Res 33 (10): 839–848. https://doi.org/10.1016/j.nutres.2013.06.004

Van Heek M, Compton DS, France CF, Tedesco RP, Fawzi AB, Graziano MP, Sybertz EJ, Strader CD, Davis HR Jr (1997) A diéta okozta elhízott egerek perifériás, de nem központi ellenállást fejtenek ki a leptinnel szemben. J Clin Investig 99 (3): 385–390. https://doi.org/10.1172/JCI119171

Cole JR, Wang Q, Cardenas E, Fish J, Chai B, Farris RJ, Kulam-Syed-Mohideen AS, McGarrell DM, Marsh T, Garrity GM, Tiedje JM (2009) A Ribosomal Database Project: jobb igazítások és új eszközök a rRNS elemzés. Nucleic Acids Res 37 (adatbázis-kiadás): D141 – D145. https://doi.org/10.1093/nar/gkn879

Quast C, Pruesse E, Yilmaz P, Gerken J, Schweer T, Yarza P, Peplies J, Glockner FO (2013) A SILVA riboszomális RNS gén adatbázis projekt: továbbfejlesztett adatfeldolgozás és webalapú eszközök. Nucleic Acids Res 41 (adatbázis-kiadás): D590 – D596. https://doi.org/10.1093/nar/gks1219

Schloss PD, Gevers D, Westcott SL (2011) A PCR-amplifikáció és az artefaktumok szekvenálása hatásainak csökkentése a 16S rRNS-alapú vizsgálatokon. PLoS One 6 (12): e27310. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0027310

Jiang XT, Peng X, Deng GH, Sheng HF, Wang Y, Zhou HW, Tam NF (2013) A 16S rRNS tag Illumina szekvenálása a baktériumok közösségeinek térbeli variációit tárta fel egy mangrove vizes élőhelyen. Microb Ecol 66 (1): 96–104. https://doi.org/10.1007/s00248-013-0238-8

Vajro P, Paolella G, Fasano A (2013) Mikrobiota és bél-máj tengely: hatásuk az elhízásra és az elhízással kapcsolatos májbetegségre. J Pediatr Gastroenterol Nutr 56 (5): 461–468. https://doi.org/10.1097/MPG.0b013e318284abb5

Seo M, Inoue I, Tanaka M, Matsuda N, Nakano T, Awata T, Katayama S, Alpers DH, Komoda T (2013) Clostridium butyricum MIYAIRI 588 javítja a magas zsírtartalmú étrend okozta alkoholmentes zsírmáj betegség patkányokban. Dig Dis Sci 58 (12): 3534–3544. https://doi.org/10.1007/s10620-013-2879-3

Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA, Magrini V, Mardis ER, Gordon JI (2006) Az elhízással összefüggő bélmikrobiom, megnövekedett kapacitással az energiatermeléshez. Nature 444 (7122): 1027–1031. https://doi.org/10.1038/nature05414

Ley RE, Backhed F, Turnbaugh P, Lozupone CA, Knight RD, Gordon JI (2005) Az elhízás megváltoztatja a bél mikrobiális ökológiáját. Proc Natl Acad Sci USA 102 (31): 11070–11075. https://doi.org/10.1073/pnas.0504978102

Boerner BP, Sarvetnick NE (2011) 1-es típusú cukorbetegség: a bél mikrobiomjának szerepe emberekben és egerekben. Ann N Y Acad Sci 1243: 103–118. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2011.06340.x

Daien CI, Pinget GV, Tan JK, Macia L (2017) A mikrobiotához hozzáférhető szénhidrát nélkülözött étrend káros hatása a bél- és immunháztartásra: áttekintés. Front Immunol 8: 548. https://doi.org/10.3389/fimmu.2017.00548

Bonder MJ, Kurilshikov A, Tigchelaar EF, Mujagic Z, Imhann F, Vila AV, Deelen P, Vatanen T, Schirmer M, Smeekens SP, Zhernakova DV, Jankipersadsing SA, Jaeger M, Oosting M, Cenit MC, Masclee AA, Swertz MA, Li Y, Kumar V, Joosten L, Harmsen H, Weersma RK, Franke L, Hofker MH, Xavier RJ, Jonkers D, Netea MG, Wijmenga C, Fu J, Zhernakova A (2016) A gazda genetikájának hatása a bélre mikrobiom. Nat Genet 48 (11): 1407–1412. https://doi.org/10.1038/ng.3663

Wang LL, Guo HH, Huang S, Feng CL, Han YX, Jiang JD (2017) A berberin által szabályozott bélbaktériumok SCFA-termelésének átfogó értékelése polimeráz láncreakcióval kombinált gázkromatográfiával. J Chromatogr B Anal Technol Biomed Life Sci 1057: 70–80. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2017.05.004

Albenberg LG, Wu GD (2014) Diéta és a bél mikrobioma: asszociációk, funkciók és következmények az egészségre és a betegségekre. Gasztroenterológia 146 (6): 1564–1572. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2014.01.058

Psichas A, Sleeth ML, Murphy KG, Brooks L, Bewick GA, Hanyaloglu AC, Ghatei MA, Bloom SR, Frost G (2015) A rövid láncú zsírsav-propionát rágcsálókban stimulálja a szabad zsírsav-receptor 2 révén a GLP-1 és PYY szekréciót . Int J Obes (Lond) 39 (3): 424–429. https://doi.org/10.1038/ijo.2014.153

Perry RJ, Peng L, Barry NA, Cline GW, Zhang D, Cardone RL, Petersen KF, Kibbey RG, Goodman AL, Shulman GI (2016) Az acetát egy mikrobiom-agy-béta-sejt tengelyt közvetít a metabolikus szindróma elősegítése érdekében. Nature 534 (7606): 213–217. https://doi.org/10.1038/nature18309

Carmen GY, Victor SM (2006) A lipolízist szabályozó jelátviteli mechanizmusok. Sejtjel 18 (4): 401–408. https://doi.org/10.1016/j.cellsig.2005.08.009

Cani PD, Amar J, Iglesias MA, Poggi M, Knauf C, Bastelica D, Neyrinck AM, Fava F, Tuohy KM, Chabo C, Waget A, Delmee E, B unokatestvér, Sulpice T, Chamontin B, Ferrieres J, Tanti JF, Gibson GR, Casteilla L, Delzenne NM, Alessi MC, Burcelin R (2007) A metabolikus endotoxémia elindítja az elhízást és az inzulinrezisztenciát. Cukorbetegség 56 (7): 1761–1772. https://doi.org/10.2337/db06-1491

Li Y, Fan L, Sun Y, Zhang D, Yue Z, Niu Y, Meng J, Yang T, Liu W, Mei Q (2013) Az alma oligogalaktán az LPS útvonalak gátlásával elnyomja az endotoxin által kiváltott ciklooxigenáz-2 expressziót. Int J Biol Macromol 61: 75–81. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2013.06.048

Köszönetnyilvánítás

Ezt a vizsgálatot a Kínai Nemzeti Természettudományi Alapítvány támogatása (81302787) és a Kínai Posztdoktori Tudományos Alapítvány támogatása (2018M633405), valamint a Shaanxi Natural Science basic támogatása (2019JQ-562) támogatta. Kutatási program projekt.

Szerzői információk

Yuhua Li, Wenqi Xu és Yang Sun egyaránt hozzájárultak ehhez a munkához.

Hovatartozások

Mikrobiális és Biokémiai Gyógyszerészeti Tanszék, Gyógyszerészeti Iskola, Southwest Medial University, Luzhou, 646000, Sichuan, Kínai Népköztársaság

Yuhua Li, Xiaowei Gao, Song és Qibing Mei

Állami kulcsfontosságú új gyógyszer- és gyógyszeripari folyamat laboratórium, Sanghaj Gyógyszeripari Intézet, Kína Állami Gyógyszeripari Intézet, Sanghaj, 200437, Kína

Wenqi Xu, Yan Wang, Yunhua Li és Li Liu

Sanghaji Szakmai és Műszaki Szolgáltató Központ a biológiai anyagok kábítószer-képességének értékelésére, Sanghaj, 200437, Kína

Wenqi Xu, Yan Wang, Yunhua Li és Li Liu

Gyógyszerészeti Tanszék, a Déli Színház Parancsnokságának első haditengerészeti kórháza, Zhanjiang, 524005, Kuangtung, Kínai Népköztársaság

Yuhua Li és Yuan Tang

Kínai Materia Medica gasztrointesztinális farmakológiai laboratóriuma, a Hagyományos Kínai Orvostudomány Állami Igazgatósága, Farmakológiai Tanszék, Gyógyszerészeti Iskola, Negyedik Katonai Orvostudományi Egyetem, Hszian, 710032, Shaanxi, Kínai Népköztársaság

A PubMed Google Scholar alkalmazásban is kereshet erre a szerzőre