Darmbakterien und Blutmetaboliten wirken sich direkt auf die Größe der Kinder aus, studieren Sie die Studie

Eine neue genetische Studie zeigt, dass einige Darmbakterien und Blutchemikalien nicht nur mit einer kurzen Statur verbunden sind-sie verursachen sie möglicherweise und öffnen die Türen zu mikrobiota-basierten Interventionen für Wachstumsprobleme im Kindesalter.

In einer kürzlich im Journal veröffentlichten Studie KinderforschungDie Forscher untersuchten die kausale Beziehung zwischen Blutmetaboliten, Darmmikrobiota und dem Risiko einer kurzen Statur (SS).

SS ist eine häufige endokrine und Stoffwechselerkrankung bei Kindern, die als Höhe unter den dritten Perzentilen oder zwei Standardabweichungen unter der mittleren Höhe von Kindern gleicher Alter, Geschlecht und Rasse unter vergleichbaren Wachstumsbedingungen definiert ist. Im Jahr 2019 gab es weltweit rund 144 Millionen Kinder mit verkümmerter Größe. Verschiedene epigenetische, ökologische und genetische Faktoren regulieren SS. Rund 60% der Kinder mit SS haben eine unbekannte Pathogenese und nicht identifizierbare Ätiologie, nämlich idiopathische SS (ISS).

Eine Studie legte darauf hin, dass die Darmmikrobiota und Metaboliten zur Gesundheit des menschlichen Knochens beitragen. Ferner berichtete in einer anderen Studie kürzere Femurlängen bei keimfreien Mäusen und die Kolonisierung durch normale Darmflora erhöhte die Knochenbildungsrate und die Femurlänge. Dies deutet darauf hin, dass Darmmikrobiota eine wichtige Rolle beim Längsknochenwachstum spielen. Während Studien Assoziationen zwischen SS und Darmmikrobiota bewertet haben, sind sie beobachtend; Daher können kausale Beziehungen nicht abgeleitet werden.

Dies ist die erste Studie, die die Mendelsche Randomisierung verwendet, um die Kausalität zwischen Darmmikrobiota, Blutmetaboliten und SS zu untersuchen.

Über die Studie

Kinder mit höheren Prevotella9-Spiegeln zeigten eine verringerte Insulin-ähnliche Wachstumsfaktor-1-Aktivität (IGF-1) -Aktivität, ein Schlüsselhormon für die Knochenentwicklung, was auf eine direkte mikrobiom-Wachstumachse hinweist.

In der vorliegenden Studie untersuchten die Forscher die kausale Beziehung zwischen SS, Blutmetaboliten und Darmmikrobiota sowie darüber, wie Blutmetaboliten diese Beziehung beeinflussen. Sie führten eine zweistufige MENDELIAN-Randomisierungsanalyse (MR) unter Verwendung der Genom-Wide Association Study (GWAS) -Summaraten durch. GWAS -Zusammenfassungsdaten zu SS, Darmmikrobiota und Metabolomik wurden aus getrennten Studien erfasst.

Die GWAS -Daten für kurze Statur wurden aus dem Finngen R9 -Datensatz mit 611 Fällen und 361.988 Kontrollpersonen mit einem Durchschnittsalter von ungefähr 8 Jahren erhalten. Bemerkenswerterweise wurden die GWAS -Daten hauptsächlich aus europäischen Bevölkerungsgruppen abgeleitet, was die Verallgemeinerbarkeit auf andere ethnische Gruppen einschränken kann.

Instrumentelle Variablen wurden ausgewählt, wenn die einzelnen Nukleotidpolymorphismus-Loci signifikante Assoziationen mit der Exposition zeigte. Die Inverse-Varianz-Gewichtung (IVW) war die primäre MR-Methode, während einfacher Modus, gewichteter Modus, gewichteter Median und MR-Egger-Regression ergänzende Methoden waren. Der MR-Egger-Intercept wurde verwendet, um die horizontale Pleiotropie zu bewerten. Die Heterogenität wurde anhand der Q -Statistik von Cochran bewertet. Die kausale Beziehung wurde als stabil angesehen, wenn die Effektrichtungen der komplementären Methoden mit den Ergebnissen der IVW -Analyse übereinstimmten.

Zusätzlich wurde eine zweistufige Mediationsanalyse durchgeführt, um die Vermittlung von Blutmetaboliten in der Assoziation zwischen SS und Darmmikrobiota zu untersuchen.

Ergebnisse

Die Darmgattung Roseburia produziert Butyrat, eine Fettsäure, die zuvor mit Knochendichte bei Mäusen verbunden war, aber ihre Rolle in der menschlichen Höhe blieb bis zu dieser Studie unerforscht.

Die IVW -Analyse schlug sieben kausale Beziehungen zwischen Darmmikrobiota und SS vor. Nach der Validierung mit komplementären Methoden stimmten sechs Effektrichtungen den IVW -Ergebnissen überein. Drei Gattungen (Alloprevotella, Prevotella9 und familyxiiiad3011) waren positiv mit dem Risiko von SS und drei anderen verbunden (Parautterella, Roseburia und Clostridium sensu stricto 1) wurden negativ assoziiert. Die schützende Rolle von Parautterella kann sich auf die Beteiligung am Testosteron- und Gallensäurestoffwechsel beziehen, wie in früheren Untersuchungen vorgeschlagen.

Darüber hinaus führte das Team eine umgekehrte MR -Analyse durch, um zu untersuchen, ob SS einen kausalen Einfluss auf die identifizierten Gattungen hat. Dies ergab keine umgekehrte Kausalität zwischen SS und diesen Darmmikroben. Darüber hinaus zeigten IVW -Ergebnisse sechs kausale Beziehungen zwischen Blutmetaboliten und SS, und nach der Validierung mit komplementären Methoden stimmten fünf der Effektrichtungen den IVW -Ergebnissen überein.

Drei Metaboliten (Koffein, 4-Hydroxyhippurate und Laurate) waren negativ mit dem SS-Risiko verbunden, und zwei (Cyclo (Leu-pro) und 3- (4-Hydroxyphenyl) -Laktat wurden positiv assoziiert. Die Quotenverhältnisse (ORS) lagen zwischen 0,08 und 16,12, was eine wesentliche Variation der Effektgröße aufwies.

Während Koffein hier eine schützende Wirkung zeigte, warnt die Autoren, dass Tierstudien berichtet haben, dass Koffein das Knochenwachstum hemmen könnte, was darauf hindeutet, dass dieser Befund weiter untersucht wird. Es gab keine Heterogenität oder Pleiotropie. Darüber hinaus ergab die Mediationsanalyse einen indirekten Effekt von Clostridium sensu stricto 1 auf SS durch 4-HydroxyhipPurate mit einem Vermittlungsverhältnis von 43,03%. Dieser Metaboliten ist mit dem Flavonoid -Stoffwechsel verbunden, der von der Darmmikrobiota für die Verarbeitung abhängt.

Die fünf Metaboliten identifizierten vier Hauptstoffwechselwege: Lipid, Aminosäure, Peptid und Xenobiotikum (Verbindungen, die vom Körper nicht natürlich produziert werden, wie z. B. diätetische oder Umweltchemikalien).

Schlussfolgerungen

Es wurde keine Assoziation zwischen Vitamin -D -Metaboliten und kurzer Statur festgestellt, was Hypothesen widerspricht, dass Mikronährstoffmängel Risiken dominieren.

Die Studie untersuchte die kausalen Beziehungen zwischen Blutmetaboliten, Darmmikrobiota und SS -Risiko. Das Team identifizierte Alloprevotella, familyxiiiad3011 und prevotella9 als Risikofaktoren für SS. In einer früheren Studie berichtete in einer früheren Studie eine höhere Häufigkeit von Prävotellen bei Kindern mit ISS im Vergleich zu gesunden Kindern, und dieses Niveau kehrte bei der Behandlung mit rekombinantem menschlichem Wachstumshormon wieder normal.

Im Gegensatz dazu Roseburien, Parautterella und Clostridium sensu stricto 1 waren Schutzfaktoren für SS. Fünf Blutmetaboliten waren kausal mit SS verwandt. Insbesondere 3- (4-Hydroxyphenyl) -Lactat und Cyclo (Leu-pro) waren mit einem höheren SS-Risiko verbunden. Im Gegensatz dazu waren Koffein, Laurate und 4-HydroxyhipPurate mit einem niedrigeren SS-Risiko verbunden. Die Mediationsanalyse ergab eine neuartige Vermittlungsrolle von 4-Hydroxyhippurate in der Beziehung zwischen SS und Clostridium sensu stricto 1.

Zusammengenommen veranschaulichen die Ergebnisse die kausalen Beziehungen zwischen Blutmetaboliten, Darmmikrobiota und SS und diese 4-HydroxyhipPurate vermittelt die Wirkung von Clostridium sensu stricto 1 auf ss. Die Effektrichtungen verschiedener Methoden waren konsistent und es gab keine Heterogenität oder umgekehrte Kausalität. Das Vertrauen der Studie in die Daten zur Gattungsniveau auf Gattungsebene begrenzt jedoch die Auflösung, und spezies- oder stammspezifische Effekte bleiben unerforscht. Das Fehlen der demografischen Untergruppenanalyse beschränkt auch den Einblick, wie sich diese Assoziationen in Bezug auf Alter, Geschlecht oder Vorfahren unterscheiden können. Insgesamt sollte die zukünftige klinische Diagnose und Behandlung von SS die Regulierung von Darmmikrobiota berücksichtigen.

Quellen: