Soolebakterid ja vere metaboliidid mõjutavad otseselt laste pikkust, uurige uuringut

Soolebakterid ja vere metaboliidid mõjutavad otseselt laste pikkust, uurige uuringut

Uus geneetiline uuring näitab, et mõningaid soolestiku baktereid ja verekemikaale ei seostata ainult lühikese kasvuga – need võivad seda põhjustada, avades ukse mikrobiootial põhinevatele sekkumistele lapseea kasvuprobleemide puhul.

Hiljuti ajakirjas avaldatud uuringusLaste uurimineTeadlased uurisid põhjuslikku seost vere metaboliitide, soolestiku mikrobiota ja lühikese kasvu (SS) vahel.

SS on laste tavaline endokriinne ja ainevahetushäire, mis on määratletud kui pikkus alla kolmanda protsentiili või kaks standardhälvet alla sama vanuse, soo ja rassiga laste keskmise pikkuse võrreldavates kasvutingimustes. 2019. aastal oli maailmas umbes 144 miljonit kidurat last. SS-i reguleerivad mitmesugused epigeneetilised, keskkonna- ja geneetilised tegurid. Umbes 60% SS-ga lastest on tundmatu patogenees ja tuvastamatu etioloogia, nimelt idiopaatiline SS (ISS).

Uuring näitas, et soolestiku mikrobiota ja metaboliidid aitavad kaasa inimese luude tervisele. Veelgi enam, teises uuringus teatati iduvabade hiirte reieluu lühemast pikkusest ja normaalse sooleflooraga koloniseerimisest, mis suurendas luu moodustumise kiirust ja reieluu pikkust. See viitab sellele, et soolestiku mikrobiota mängib luude pikisuunalises kasvus olulist rolli. Kuigi uuringutes on hinnatud seoseid SS ja soolestiku mikrobiota vahel, on need vaatluslikud; Seetõttu ei saa põhjuslikke seoseid järeldada.

See on esimene uuring, mis kasutab Mendeli randomiseerimist soolestiku mikrobiota, vere metaboliitide ja SS-i vahelise põhjusliku seose uurimiseks.

Uuringu kohta

Kõrgema Prevotella9 tasemega lastel vähenes insuliinitaolise kasvufaktori-1 (IGF-1) aktiivsus, mis on luude arengu võtmehormoon, mis viitab otsesele mikrobioomi kasvuteljele.

Käesolevas uuringus uurisid teadlased põhjuslikku seost SS, vere metaboliitide ja soolestiku mikrobiota vahel, samuti seda, kuidas vere metaboliidid seda seost mõjutavad. Nad viisid läbi kaheetapilise MENDELIAN randomiseerimise (MR) analüüsi, kasutades kogu genoomi hõlmava assotsiatsiooniuuringu (GWAS) kokkuvõtteid. GWAS-i kokkuvõtlikud andmed SS-i, soolestiku mikrobiota ja metaboloomika kohta koguti eraldi uuringutest.

Lühikese kasvuga GWAS-i andmed saadi Finngen R9 andmekogumist, mis sisaldas 611 juhtumit ja 361 988 kontrolli keskmise vanusega ligikaudu 8 aastat. Eelkõige saadi GWAS-i andmed peamiselt Euroopa elanikkonnast, mis võib piirata üldistavust teistele etnilistele rühmadele.

Instrumentaalsed muutujad valiti juhul, kui üksikud nukleotiidide polümorfismi lookused näitasid olulisi seoseid kokkupuutega. Peamine MR-meetod oli pöördvariantsi kaalumine (IVW), samas kui lihtrežiim, kaalutud režiim, kaalutud mediaan ja MR Eggeri regressioon olid täiendavad meetodid. Horisontaalse pleiotroopia hindamiseks kasutati MR Eggeri lõikepunkti. Heterogeensust hinnati Cochrani Q statistika abil. Põhjuslikku seost peeti stabiilseks, kui täiendavate meetodite mõjusuunad langesid kokku IVW analüüsi tulemustega.

Lisaks viidi läbi kaheetapiline vahendusanalüüs, et uurida vere metaboliitide vahendamist SS ja soolestiku mikrobiota vahelises seoses.

Tulemused

Soolestiku perekond Roseburia toodab butüraati, rasvhapet, mis oli varem seotud hiirte luutihedusega, kuid selle roll inimese pikkuses jäi kuni selle uuringuni uurimata.

IVW analüüs pakkus välja seitse põhjuslikku seost soolestiku mikrobiota ja SS vahel. Pärast täiendavate meetoditega kinnitamist olid IVW tulemustega kooskõlas kuus mõjusuunda. Kolm perekonda (Alloprevotella, Prevotella9 ja familyxiiiad3011) olid positiivselt seotud SS-i riskiga ja kolm perekonda (Parautterella, Roseburia jaClostridium sensu stricto 1) olid negatiivselt seotud. Parautterella kaitsev roll võib olla seotud selle osalemisega testosterooni ja sapphappe metabolismis, nagu on soovitatud varasemates uuringutes.

Lisaks viis meeskond läbi vastupidise MR-analüüsi, et uurida, kas SS-l on põhjuslik mõju tuvastatud perekondadele. See ei näidanud vastupidist põhjuslikku seost SS-i ja nende soolestiku mikroobide vahel. Lisaks näitasid IVW tulemused kuut põhjuslikku seost vere metaboliitide ja SS vahel ning pärast täiendavate meetoditega valideerimist olid viis toimesuunda IVW tulemustega kooskõlas.

Kolm metaboliiti (kofeiin, 4-hüdroksühippuraat ja lauraat) olid SS-riskiga negatiivselt seotud ning kaks (tsüklo(Leu-pro) ja 3-(4-hüdroksüfenüül)laktaat) olid positiivselt seotud. Tõenäosussuhted (ORS) jäid vahemikku 0,08 kuni 16,12, mis näitab olulist varieerumist mõju suuruses.

Kuigi kofeiin näitas siin kaitsvat toimet, hoiatavad autorid, et loomkatsed on näidanud, et kofeiin võib pärssida luude kasvu, mis viitab sellele, et see leid nõuab täiendavat uurimist. Polnud heterogeensust ega pleiotroopiat. Lisaks näitas vahendusanalüüs kaudset mõjuClostridium sensu stricto 1SS-l 4-HydroxyhipPurate'iga paigutuse suhtega 43,03%. See metaboliit on seotud flavonoidide metabolismiga, mis sõltub töötlemiseks soolestiku mikrobiotast.

Viis metaboliiti tuvastasid neli peamist metaboolset rada: lipiid, aminohape, peptiid ja ksenobiootiline aine (ühendid, mida keha ei tooda looduslikult, näiteks toidu- või keskkonnakemikaalid).

Järeldused

D-vitamiini metaboliitide ja lühikese kasvu vahel seost ei leitud, mis on vastuolus hüpoteesidega, et mikroelementide puudused domineerivad riskides.

Uuringus uuriti põhjuslikke seoseid vere metaboliitide, soolestiku mikrobiota ja SS-riski vahel. Meeskond tuvastas SS-i riskiteguritena Alloprevotella, familyxiiiad3011 ja prevotella9. Eelmises uuringus teatati eelmises uuringus, et ISS-iga lastel esines prevotella sagedamini kui tervetel lastel ja see tase normaliseerus inimese rekombinantse kasvuhormooniga ravimisel.

Seevastu Roseburiae, Parautterella jaClostridium sensu stricto 1olid SS-i kaitsefaktorid. Viis vere metaboliiti olid põhjuslikult seotud SS-ga. Eelkõige seostati 3-(4-hüdroksüfenüül)laktaati ja tsüklo(Leu-pro) suuremat SS-i riski. Seevastu kofeiini, lauraate ja 4-hüdroksüpipuraati seostati väiksema SS-i riskiga. Vahendusanalüüs näitas 4-hüdroksühippuraadi uudset vahendavat rolli SS-i jaClostridium sensu stricto 1.

Kokkuvõttes illustreerivad tulemused põhjuslikke seoseid vere metaboliitide, soolestiku mikrobiota ja SS vahel ning seda, et 4-hüdroksüpipuraat vahendabClostridium sensu stricto 1kohta ss. Erinevate meetodite mõjusuunad olid järjepidevad ning heterogeensust ega vastupidist põhjuslikkust ei esinenud. Kuid uuringu tuginemine perekonna tasemel andmetele piirab eraldusvõimet ja liigi- või tüvespetsiifilised mõjud jäävad uurimata. Demograafilise alarühma analüüsi puudumine piirab ka arusaamist selle kohta, kuidas need ühendused võivad vanuse, soo või esivanemate lõikes erineda. Üldiselt peaks SS-i tulevane kliiniline diagnoos ja ravi arvestama soolestiku mikrobiota reguleerimisega.

Allikad: