A gének meghatározhatják, hogy a korai életkor kitettség hogyan alakítja a bél mikrobiómát

A gének meghatározhatják, hogy a korai életkor kitettség hogyan alakítja a bél mikrobiómát

Egy egérvizsgálat azt mutatja, hogy a korai tápanyag- és antibiotikum-expozíció hosszú távú egészségügyi hatásai nem csak attól függnek, hogy mi történik az élet korai szakaszában, hanem attól is, hogy kitől örököljük a génjeit.

Tanulmány:A korai expozíció hatása a felnőtt bélmikrobióm összetételének növekedésére és összetételére a genetikai törzstől és a származási szülőtől függ.. A fotó forrása: Nejron Photo/Shutterstock.com

A korai életszakasz környezeti tényezői hosszú távú hatást gyakorolhatnak az utódokra, amelyek a felnőttkorig is eljutnak, részben a dysbiosis miatt. Egy nemrégiben publikált tanulmányMikrobiómaazt mutatja, hogy az egyének közötti genetikai különbségek fogékonyabbá tehetik őket a bélrendszeri diszbiózisra azáltal, hogy megváltoztatják a gazdaszervezet ilyen környezeti tényezőkkel szembeni érzékenységét.

bevezetés

A mikrobiális kolonizáció a születés előtt kezdődik, és mélyen befolyásolják az anyai gének, a mikrobióta és a környezeti tényezők, például az anya étrendje vagy az antibiotikum-expozíció. A fehérje- és D-vitamin-hiány viszonylag gyakori terhesség és szoptatás alatt, és összefüggésbe hozható a dysbiosissal, amely antibiotikum-expozíció után is előfordulhat.

A genetikai felépítés azt is befolyásolja, hogy a környezeti tényezők hogyan hatnak az utódokra. Például a gazdagének és a fiziológia befolyásolhatják az epesav-tabolitokat, az antimikrobiális vegyületek szintjét és a bélnyálkahártya szerkezetét, amelyek mindegyike befolyásolja a bél egészségét és a mikrobiális közösségeket.

Ezenkívül a specifikus gének eredete, akár az anyától, akár az apától származik, amit szülői származású (PO) effektusnak neveznek, jelentősen befolyásolhatja a végső bélmikrobióta összetételét és a fejlődési eredményeket.

Nem sokat tudunk arról, hogy ezek a tényezők hogyan befolyásolják a bélmikrobiótát és az utódok hosszú távú egészségét. A jelenlegi vizsgálat célja volt, hogy azonosítsa ezeket az eredményeket olyan felnőtt utódok esetében, akik korai életükben antibiotikumoknak, nem megfelelő fehérjebevitelnek és D-vitamin-hiánynak voltak kitéve. Kísérletek történtek a genetikai háttér és a PO-hatás szerepének feltárására is az ezekkel a tényezőkkel összefüggő dysbiosisban.

A tanulmányról

Három nőstény kollaborációs keresztegerek (CC) csoportját és utódaikat használtuk a kontrollcsoporttal együtt. A CC kifejezés olyan beltenyésztett egerekre utal, amelyek génjei három fő fajból származó nyolc alapító egértörzs rekombinációjából származnak. Ezek tükrözhetik a gén-környezet kölcsönhatások hatásait összetett fenotípusokban.

Ebben a vizsgálatban a kölcsönös keresztezés egy nőstény anyaállat (pl. CC001) egy másik törzsből (pl. CC011) származó hím apával való tenyésztését jelenti, és fordítva. Ezzel genetikailag azonos első generációs utódokat hoztak létre, kivéve a nemi kromoszómáikat és a mitokondriális DNS-t, ami lehetővé tette a kutatók számára, hogy elkülönítsék a PO-hatást, miközben szinte minden más genetikai tényezőt állandó szinten tartanak.

Az anyaállatokat antibiotikum-tartalmú, fehérjeszegény vagy alacsony D-vitamin tartalmú élelmiszerekre helyezték, öt héttel a fogantatás előtt és a laktáció leállításáig (21. nap). Az elválasztás után az összes utódot szabványos rágcsáló-étkezésre állították át nyolc hetes korukig.

Tanulmányi eredmények

Antibiotikum expozíció

A mikrobiális diverzitás csökkent a különböző genetikai hátterek között, beleértve a CC011xcc001, CC004xcc017, CC017xcc004 és mások, az alkalmazott mérőszámtól függően.

A reciprok keresztezések hasonló α-diverzitási eredményeket mutattak, kivéve a kontrollcsoportot, ahol a CC011xcc001 utódok nagyobb diverzitással rendelkeztek, mint reciprok megfelelőik. Viszont,β- A diverzitás a genetikai háttértől függött, a PO-triggerek a bélmikrobióta variabilitásának 20-50%-át tették ki a tesztcsoportban, szemben a kontrollcsoportok 20-40%-ával.

A bőségben eltéréseket figyeltek meg aBacteroidesJelenlegiMuribaculaceaeJelenlegiAkkermansiaÉsBifidobaktérium. A hatás fajonként eltérő volt; Némelyik bősége megháromszorozódott, míg mások háromszorosára nőttek.

Ezen utódok testtömege 15%-kal volt alacsonyabb, mint a kontrolloké, és a kölcsönös keresztezett utódpárok között is változott.

Fehérjehiány

A fehérjehiány nem változtatta meg a teszt- és a kontrollcsoportok diverzitási mutatóit. Azonban, mint a fajokAkkermansiaÉsBifidobaktériumszignifikánsan ritkábban fordultak elő fehérjeszegény utódokban, mint a kontrollokban.

A kölcsönös keresztpontozás csökkent α-t és csökkent keresztpontozást mutatott kiβ- Diverzitás a CC001xcc011 utódaiban, a genetikai különbségek hatását mutatja. A fajszintű diverzitás különbözött a kölcsönös keresztezett utódpárokban, és a mikrobiota variabilitásának 14-20%-át tette ki.

Az alacsony fehérjetartalmú étrend 15%-kal csökkentette a felnőtt utódok testtömegét minden tesztcsoportban, függetlenül a mikrobiális diverzitás változásaitól. Ez összhangban van a korábbi tanulmányokkal, amelyek azt mutatják, hogy a fehérjehiány a tápanyag-felszívódás csökkenésével jár.

A három keresztezésből származó utódok könnyebbek voltak, mint a kontrollok, de a kölcsönös keresztezésből származó utódok nem. Ezenkívül a CC011xcc001 utódai nehezebbek voltak, mint a közös CC001xCC011 utódai, jelezve a PO hatást.

Nevezetesen, néhány keresztezés, mint például a CC041xcc051 és CC051XCC041, csökkent testsúlyt mutatott a mikrobiota diverzitásában bekövetkezett nem szignifikáns változás ellenére, ami arra utal, hogy a növekedési hatások nem mikrobiotával kapcsolatos mechanizmusokon keresztül is előfordulhatnak.

D-vitamin hiány

A D-vitamin-hiány nem csökkentette a testsúlyt vagy a mikrobiális diverzitást a kontrollokhoz képest, megerősítve a korábbi tanulmányokat. A PO-hatás azonban különbségeket okozott a kölcsönösen keresztezett utódok párjai között, ami azt jelzi, hogy a D-vitamin fejlődési hiánya számos fontos bélbaktériumot megváltoztathat.

Például a CC011xcc001 utódai szignifikánsan nagyobb mikrobiális diverzitást és testtömeget mutattak, mint az azonos csoportba tartozó társaik, bár a teljes D-vitamin-hiány önmagában nem befolyásolta ezeket az eredményeket.

Míg a D-vitamin-hiány nem okozott testtömeg-csökkenést felnőtt egereknél, az egyik keresztezésből származó utódok nehezebbek voltak, mint a keresztezésükből származó utódok.

Fenék, testsúly és bélmikrobióma

A PO 20-58%-át tette ki a mikrobióta variabilitásának a tesztcsoportokon belül a kölcsönös keresztezett utódpárok között. A mikrobiom befolyásolja a testsúlyt, amely a négy csoportban, sőt a kölcsönös keresztezett utódpárokon belül is változik.AkkermansiaÉsBlautiagyakrabban fordultak elő a CC051XCC041 utódokban könnyebb, illetve nehezebb egerekben.

A PO hatás mind az alacsony fehérje-, mind a D-vitamin-szegény étrendben kimutatható volt, mivel a CC011xcc001 egerek utódai nehezebbek voltakFecalibaculuma közös CC001XCC011-hez képest. Ez a baktérium védelmet nyújt a gyulladásos bélbetegségek, a vastagbélrák és a cukorbetegség ellen, kiemelve fontosságát a bélrendszeri diszbiózis megelőzésében.

Ez a tanulmány megállapította, hogy a PO által vezérelt különbségek a testtömegben és a mikrobiótában a CC001xCC011 keresztpárokban voltak a legkonzisztensebbek, hangsúlyozva az anyai genetikai hozzájárulások és esetleg az epigenetikai vagy mitokondriális mechanizmusok hatásait.

A PO-effektus oka lehet a mitokondriális DNS-ben vagy a nemi kromoszómákban mutatkozó különbségek, az epigenetikai szabályozás, vagy az anyai gének miatti placentán vagy méhen belüli hatások.

Következtetések

A korai antibiotikum-expozíció vagy a fehérje- vagy D-vitamin-hiány hosszú távú hatással lehet a növekedésre és a bélmikrobiótára felnőtt egerekben, amelyeket a gazdaszervezet PO-hatás génjei módosítottak. Ez az első alkalom, hogy ezeket az eredményeket kimutatták a felnőtt életben kialakuló fehérjehiányra vonatkozóan.

A testtömeg és a zsírtartalom a csoportok között a mikrobiom függvényében változik. Testtömeg-különbségeket figyeltek meg egy kölcsönös páron belül is a kontroll, az alacsony fehérje- és az alacsony D-vitamin-tartalmú csoportokban. Így ez a tanulmány először mutatja be a PO hatását a testtömegre és a bél mikrobiotára felnőtt utódok esetében.

Az eredmények azt sugallják, hogy a korai környezeti expozíció kölcsönhatásba lép az öröklött anyai tényezőkkel, így alakítják az egész életen át tartó egészségügyi pályákat, és rávilágítanak arra, hogy nagyobb figyelmet kell fordítani az anyai táplálkozásra és a terhesség alatti gyógyszeres kezelésre.

Töltse le PDF másolatát most!

Források: