Propiono rūgštis (PPA), priešgrybelinis preparatas ir dažnas maisto priedas, sukėlė nenormalų pelių neurologinį vystymąsi, kartu su virškinimo trakto disfunkcija, kurią gali sukelti žarnyno disbiozė. Buvo pasiūlytas ryšys tarp PPA poveikio mitybai ir žarnyno mikrobiotos disbiozės, tačiau jis nebuvo tiesiogiai ištirtas. Šiame tyrime nagrinėjome su PPA susijusius žarnyno mikrobiotos sudėties pokyčius, kurie gali sukelti disbiozę. Pelių, šeriamų neapdorotu pašaru (n = 9) ir PPA praturtintu pašaru (n = 13), žarnyno mikrobiomos buvo sekvenuotos naudojant tolimojo metagenominio sekvenavimo metodą, siekiant įvertinti mikrobų sudėties ir bakterijų metabolizmo takų skirtumus. Mityba su PPA buvo susijusi su reikšmingų taksonų, įskaitant kelias Bacteroides, Prevotella ir Ruminococcus rūšis, kurių atstovai anksčiau buvo siejami su PPA gamyba, gausos padidėjimu. Pelių, paveiktų PPA, mikrobiomose taip pat buvo daugiau takų, susijusių su lipidų metabolizmu ir steroidinių hormonų biosinteze. Mūsų rezultatai rodo, kad PPA gali pakeisti žarnyno mikrobiotą ir su ja susijusius metabolizmo kelius. Šie pastebėti pokyčiai rodo, kad konservantai, klasifikuojami kaip saugūs vartoti, gali turėti įtakos žarnyno mikrobiotos sudėčiai ir, savo ruožtu, žmonių sveikatai. Priklausomai nuo analizuojamo klasifikavimo lygio, iš jų parenkamas P, G arba S. Siekiant sumažinti klaidingai teigiamų klasifikacijų poveikį, buvo taikoma minimali santykinio gausumo riba, lygi 1e-4 (1/10 000 rodmenų). Prieš statistinę analizę Bracken pateiktas santykinis gausumas (frakcija_bendras_rodmenų_skaičius) buvo transformuotas naudojant centruotą logaritminio santykio (CLR) transformaciją (Aitchison, 1982). CLR metodas buvo pasirinktas duomenų transformacijai, nes jis yra mastelio invariantiškas ir pakankamas neretiems duomenų rinkiniams (Gloor ir kt., 2017). CLR transformacijoje naudojamas natūralusis logaritmas. Bracken pateikti skaičiavimo duomenys buvo normalizuoti naudojant santykinio logaritmo išraišką (RLE) (Anders ir Huber, 2010). Paveikslai buvo generuojami naudojant matplotlib v. 3.7.1, seaborn v. 3.7.2 ir nuosekliųjų logaritmų derinį (Gloor ir kt., 2017). 0,12,2 ir stantonotacijos v. 0,5,0 (Hunter, 2007; Waskom, 2021; Charlier ir kt., 2022). Bacillus/Bacteroidetes santykis kiekvienam mėginiui buvo apskaičiuotas naudojant normalizuotą bakterijų skaičių. Lentelėse pateiktos vertės suapvalintos iki 4 skaitmenų po kablelio. Simpson įvairovės indeksas buvo apskaičiuotas naudojant alpha_diversity.py skriptą, esantį KrakenTools v. 1.2 pakete (Lu ir kt., 2022). Skripte pateikiama Bracken ataskaita, o -an parametrui nurodytas Simpson indeksas „Si“. Reikšmingi gausumo skirtumai buvo apibrėžti kaip vidutiniai CLR skirtumai ≥ 1 arba ≤ -1. Vidutinis CLR skirtumas ±1 rodo 2,7 karto padidėjusį mėginio tipo gausumą. Ženklas (+/-) rodo, ar taksonas yra gausesnis atitinkamai PPA mėginyje ir kontroliniame mėginyje. Reikšmingumas buvo nustatytas naudojant Mann-Whitney U testą (Virtanen ir kt., 2020). Buvo naudota „Statsmodels v. 0.14“ programa (Benjamini ir Hochberg, 1995; Seabold ir Perktold, 2010), o Benjamini-Hochberg procedūra – siekiant ištaisyti kartotinius testus. Statistinio reikšmingumo nustatymo slenksčiui buvo naudojama pakoreguota p reikšmė ≤ 0,05.
Žmogaus mikrobiomas dažnai vadinamas „paskutiniu kūno organu“ ir vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį žmogaus sveikatai (Baquero ir Nombela, 2012). Visų pirma, žarnyno mikrobiomas yra pripažintas dėl savo įtakos visoje sistemoje ir vaidmens daugelyje esminių funkcijų. Žarnyne gausu komensalinių bakterijų, kurios užima kelias ekologines nišas, naudoja maistines medžiagas ir konkuruoja su potencialiais patogenais (Jandhyala ir kt., 2015). Įvairūs žarnyno mikrobiotos bakteriniai komponentai gali gaminti būtinas maistines medžiagas, tokias kaip vitaminai, ir skatinti virškinimą (Rowland ir kt., 2018). Taip pat įrodyta, kad bakterijų metabolitai veikia audinių vystymąsi ir stiprina medžiagų apykaitos bei imuninius kelius (Heijtz ir kt., 2011; Yu ir kt., 2022). Žmogaus žarnyno mikrobiomo sudėtis yra labai įvairi ir priklauso nuo genetinių ir aplinkos veiksnių, tokių kaip mityba, lytis, vaistai ir sveikatos būklė (Kumbhare ir kt., 2019).
Motinos mityba yra labai svarbus vaisiaus ir naujagimio vystymosi komponentas ir galimas junginių, galinčių turėti įtakos vystymuisi, šaltinis (Bazer ir kt., 2004; Innis, 2014). Vienas iš tokių dominančių junginių yra propiono rūgštis (PPA) – trumpos grandinės riebalų rūgšties šalutinis produktas, gaunamas bakterijų fermentacijos metu, ir maisto priedas (den Besten ir kt., 2013). PPA pasižymi antibakterinėmis ir priešgrybelinėmis savybėmis, todėl naudojama kaip maisto konservantas ir pramonėje pelėsių ir bakterijų augimui slopinti (Wemmenhove ir kt., 2016). PPA turi skirtingą poveikį skirtinguose audiniuose. Kepenyse PPA turi priešuždegiminį poveikį, veikdama citokinų ekspresiją makrofaguose (Kawasoe ir kt., 2022). Šis reguliavimo poveikis pastebėtas ir kitose imuninėse ląstelėse, todėl uždegimas sumažėja (Haase ir kt., 2021). Tačiau smegenyse pastebėtas priešingas poveikis. Ankstesni tyrimai parodė, kad PPA poveikis pelėms sukelia autizmui būdingą elgesį (El-Ansary ir kt., 2012). Kiti tyrimai parodė, kad PPA gali sukelti gliozę ir aktyvuoti uždegiminius kelius smegenyse (Abdelli ir kt., 2019). Kadangi PPA yra silpna rūgštis, ji gali difunduoti per žarnyno epitelį į kraują ir tokiu būdu įveikti ribojančius barjerus, įskaitant hematoencefalinį barjerą ir placentą (Stinson ir kt., 2019), pabrėždama PPA, kaip bakterijų gaminamo reguliavimo metabolito, svarbą. Nors šiuo metu tiriamas galimas PPA, kaip autizmo rizikos veiksnio, vaidmuo, jo poveikis autizmu sergantiems asmenims gali būti platesnis nei vien tik nervų diferenciacijos skatinimas.
Virškinimo trakto simptomai, tokie kaip viduriavimas ir vidurių užkietėjimas, yra dažni pacientams, sergantiems neurologinės raidos sutrikimais (Cao ir kt., 2021). Ankstesni tyrimai parodė, kad pacientų, sergančių autizmo spektro sutrikimais (ASS), mikrobiomas skiriasi nuo sveikų asmenų mikrobiomo, o tai rodo žarnyno mikrobiotos disbiozės buvimą (Finegold ir kt., 2010). Panašiai ir pacientų, sergančių uždegiminėmis žarnyno ligomis, nutukimu, Alzheimerio liga ir kt., mikrobiomo charakteristikos taip pat skiriasi nuo sveikų asmenų mikrobiomo charakteristikų (Turnbaugh ir kt., 2009; Vogt ir kt., 2017; Henke ir kt., 2019). Tačiau iki šiol nenustatytas priežastinis ryšys tarp žarnyno mikrobiomo ir neurologinių ligų ar simptomų (Yap ir kt., 2021), nors manoma, kad kai kuriose iš šių ligų būklių vaidmenį atlieka kelios bakterijų rūšys. Pavyzdžiui, Akkermansia, Bacteroides, Clostridium, Lactobacillus, Desulfovibrio ir kitos gentys yra gausesnės pacientų, sergančių autizmu, mikrobiotoje (Tomova ir kt., 2015; Golubeva ir kt., 2017; Cristiano ir kt., 2018; Zurita ir kt., 2020). Pažymėtina, kad kai kurių šių genčių rūšys turi su PPA gamyba susijusių genų (Reichardt ir kt., 2014; Yun ir Lee, 2016; Zhang ir kt., 2019; Baur ir Dürre, 2023). Atsižvelgiant į PPA antimikrobines savybes, jo gausos padidinimas gali būti naudingas PPA gaminančių bakterijų augimui (Jacobson ir kt., 2018). Taigi, PFA turtinga aplinka gali sukelti žarnyno mikrobiotos pokyčius, įskaitant virškinimo trakto patogenus, kurie gali būti potencialūs veiksniai, sukeliantys virškinimo trakto simptomus.
Pagrindinis mikrobiomo tyrimų klausimas yra tai, ar mikrobų sudėties skirtumai yra pagrindinių ligų priežastis, ar simptomas. Pirmas žingsnis siekiant išsiaiškinti sudėtingą ryšį tarp mitybos, žarnyno mikrobiomo ir neurologinių ligų yra įvertinti mitybos poveikį mikrobų sudėčiai. Šiuo tikslu panaudojome ilgo skaitymo metagenominę seką, kad palygintume pelių, šeriamų PPA turtingu arba sumažintu pašaru, palikuonių žarnyno mikrobiomus. Palikuonys buvo šeriami tuo pačiu pašaru kaip ir jų motinos. Mes iškėlėme hipotezę, kad PPA turtinga dieta pakeis žarnyno mikrobų sudėtį ir mikrobų funkcinius kelius, ypač susijusius su PPA metabolizmu ir (arba) PPA gamyba.
Šiame tyrime buvo naudojamos FVB/N-Tg(GFAP-GFP)14Mes/J transgeninės pelės (Jackson Laboratories), kurios, kontroliuojamos glijai būdingo GFAP promotoriaus, pernelyg ekspresuoja žaliai fluorescencinį baltymą (GFP), vadovaudamosi Centrinės Floridos universiteto Gyvūnų priežiūros ir naudojimo komiteto (UCF-IACUC) gairėmis (gyvūnų naudojimo leidimo numeris: PROTO202000002). Po nujunkymo pelės buvo laikomos atskirai narveliuose po 1–5 kiekvienos lyties peles kiekviename narvelyje. Pelėms buvo leidžiama laisvai šerti arba išgrynintu kontroliniu pašaru (modifikuotu atviru standartiniu pašaru, 16 kcal % riebalų), arba natrio propionato papildytu pašaru (modifikuotu atviru standartiniu pašaru, 16 kcal % riebalų, kuriame yra 5 000 ppm natrio propionato). Naudoto natrio propionato kiekis atitiko 5 000 mg PFA/kg bendro maisto svorio. Tai didžiausia PPA koncentracija, patvirtinta naudoti kaip maisto konservantas. Siekiant pasiruošti šiam tyrimui, motininės pelės 4 savaites prieš poravimąsi ir toliau buvo šeriamos abiem pašarais viso patelės nėštumo metu. Pelių palikuonys [22 pelės, 9 kontrolinės (6 patinai, 3 patelės) ir 13 PPA (4 patinai, 9 patelės)] buvo nujunkyti ir toliau maitinti tuo pačiu pašaru kaip ir patelės 5 mėnesius. Pelių palikuonys buvo numarinti, sulaukę 5 mėnesių amžiaus, o jų žarnyno išmatos buvo surinktos ir iš pradžių laikomos 1,5 ml mikrocentrifugos mėgintuvėliuose -20 °C temperatūroje, o vėliau perkeltos į -80 °C temperatūros šaldiklį, kol buvo sunaudota šeimininko DNR ir išskirtos mikrobų nukleorūgštys.
Šeimininko DNR buvo pašalinta pagal modifikuotą protokolą (Charalampous ir kt., 2019). Trumpai tariant, išmatų turinys buvo perkeltas į 500 µl „InhibitEX“ (Qiagen, kat. nr./ID: 19593) ir laikomas užšaldytas. Vienu ekstrakcijos etapu apdorokite ne daugiau kaip 1–2 išmatų granules. Tada išmatų turinys buvo mechaniškai homogenizuotas naudojant plastikinę piestelę mėgintuvėlio viduje, kad susidarytų suspensija. Mėginius centrifuguokite 10 000 RCF greičiu 5 minutes arba kol mėginiai suformuos granules, tada nusiurbkite supernatantą ir resuspenduokite granules 250 µl 1× PBS. Į mėginį įpilkite 250 µl 4,4 % saponino tirpalo (TCI, produkto numeris S0019) kaip ploviklio eukariotinių ląstelių membranoms atlaisvinti. Mėginiai buvo švelniai maišomi iki vientisos masės ir inkubuojami kambario temperatūroje 10 minučių. Toliau, eukariotinėms ląstelėms suardyti, į mėginį buvo įpilta 350 μl nukleazių neturinčio vandens, inkubuota 30 s, o po to įpilta 12 μl 5 M NaCl. Mėginiai buvo centrifuguoti 6000 RCF greičiu 5 min. Supernatantas nusiurbtas, o nuosėdos resuspenduotos 100 μl 1X PBS. Šeimininko DNR pašalinimui įpilta 100 μl HL-SAN buferio (12,8568 g NaCl, 4 ml 1 MgCl2, 36 ml nukleazių neturinčio vandens) ir 10 μl HL-SAN fermento („ArticZymes“ P/N 70910-202). Mėginiai buvo kruopščiai sumaišyti pipete ir inkubuoti 37 °C temperatūroje 30 min., esant 800 aps./min., naudojant „Eppendorf™ ThermoMixer C“. Po inkubacijos 3 min. centrifuguoti 6000 RCF greičiu ir du kartus plauti 800 µl ir 1000 µl 1X PBS. Galiausiai, granulės resuspenduotos 100 µl 1X PBS.
Bendra bakterijų DNR buvo išskirta naudojant „New England Biolabs Monarch Genomic DNA Purification Kit“ („New England Biolabs“, Ipsvičas, MA, kat. Nr. T3010L). Standartinė rinkinio naudojimo procedūra yra šiek tiek pakeista. Prieš operaciją, galutiniam eliuavimui, inkubuokite ir palaikykite nukleazių neturintį vandenį 60 °C temperatūroje. Į kiekvieną mėginį įpilkite 10 µl proteinazės K ir 3 µl RNazės A. Tada įpilkite 100 µl ląstelių lizės buferio ir švelniai išmaišykite. Mėginiai buvo inkubuojami „Eppendorf™ ThermoMixer C“ maišyklėje 56 °C temperatūroje ir 1400 aps./min. greičiu mažiausiai 1 valandą ir iki 3 valandų. Inkubuoti mėginiai buvo centrifuguojami 12 000 RCF greičiu 3 minutes, o kiekvieno mėginio supernatantas buvo perkeltas į atskirą 1,5 ml mikrocentrifugos mėgintuvėlį, kuriame yra 400 µl rišamojo tirpalo. Tada mėgintuvėliai buvo pulsuojantys sūkurinėje mašinoje 5–10 sekundžių 1 sekundės intervalais. Visą kiekvieno mėginio skystąjį kiekį (maždaug 600–700 µl) perkelkite į filtro kasetę, įdėtą į pratekantį surinkimo mėgintuvėlį. Mėgintuvėliai buvo centrifuguoti 1 000 RCF greičiu 3 minutes, kad būtų galima pradėti DNR prisijungimą, o po to 1 minutę centrifuguoti 12 000 RCF greičiu, kad būtų pašalintas likęs skystis. Mėginio kolonėlė buvo perkelta į naują surinkimo mėgintuvėlį ir du kartus praplauta. Pirmajam plovimui į kiekvieną mėgintuvėlį įpilkite 500 µl plovimo buferio. Apverskite mėgintuvėlį 3–5 kartus ir centrifuguokite 12 000 RCF greičiu 1 minutę. Išpilkite skystį iš surinkimo mėgintuvėlio ir įdėkite filtro kasetę atgal į tą patį surinkimo mėgintuvėlį. Antrajam plovimui į filtrą įpilkite 500 µl plovimo buferio jo neapvertus. Mėginiai buvo centrifuguoti 12 000 RCF greičiu 1 minutę. Perkelkite filtrą į 1,5 ml „LoBind®“ mėgintuvėlį ir įpilkite 100 µl pašildyto vandens be nukleazių. Filtrai buvo inkubuojami kambario temperatūroje 1 minutę ir po to 1 minutę centrifuguojami 12 000 RCF greičiu. Eliuota DNR buvo laikoma -80 °C temperatūroje.
DNR koncentracija buvo kiekybiškai įvertinta naudojant „Qubit™ 4.0“ fluorometrą. DNR buvo paruošta naudojant „Qubit™ 1X dsDNA High Sensitivity Kit“ (kat. Nr. Q33231) pagal gamintojo instrukcijas. DNR fragmentų ilgio pasiskirstymas buvo matuojamas naudojant „Aglient™ 4150“ arba „4200 TapeStation“. DNR buvo paruošta naudojant „Agilent™ Genomic DNA Reagents“ (kat. Nr. 5067-5366) ir „Genomic DNA ScreenTape“ (kat. Nr. 5067-5365). Bibliotekos paruošimas buvo atliktas naudojant „Oxford Nanopore Technologies™“ (ONT) greito PGR brūkšninio kodavimo rinkinį (SQK-RPB004) pagal gamintojo instrukcijas. DNR buvo sekvenuota naudojant ONT GridION™ Mk1 sekvenatorių su Min106D srauto cele (R 9.4.1). Sekvenavimo nustatymai buvo šie: didelio tikslumo bazių nustatymas, minimali q vertė 9, brūkšninio kodo nustatymas ir brūkšninio kodo apkarpymas. Mėginiai buvo sekvenuojami 72 valandas, po to bazių priskyrimo duomenys buvo pateikti tolesniam apdorojimui ir analizei.
Bioinformatinis apdorojimas buvo atliktas naudojant anksčiau aprašytus metodus (Greenman ir kt., 2024). Sekvenavimo metu gauti FASTQ failai buvo suskirstyti į kiekvieno mėginio katalogus. Prieš bioinformatinę analizę duomenys buvo apdoroti naudojant šį procesą: pirmiausia mėginių FASTQ failai buvo sujungti į vieną FASTQ failą. Tada nuskaitymai, trumpesni nei 1000 bp, buvo filtruojami naudojant „Filtlong v. 0.2.1“, kai vienintelis pakeistas parametras buvo –min_length 1000 (Wick, 2024). Prieš tolesnį filtravimą, nuskaitymo kokybė buvo kontroliuojama naudojant „NanoPlot v. 1.41.3“ su šiais parametrais: –fastq –plots dot –N50 -o
Taksonominei klasifikacijai nuskaitymai ir surinkti kontigai buvo klasifikuojami naudojant „Kraken2 v. 2.1.2“ (Wood ir kt., 2019). Atitinkamai generuokite ataskaitas ir išvesties failus nuskaitymams ir surinkimams. Naudokite parinktį „–use-names“, kad analizuotumėte nuskaitymus ir surinkimus. Nuskaitymų segmentams nurodytos parinktys „–gzip-compressed“ ir „–paired“. Santykinis taksonų gausumas metagenomose buvo įvertintas naudojant „Bracken v. 2.8“ (Lu ir kt., 2017). Pirmiausia sukūrėme kmer duomenų bazę, kurioje yra 1000 bazių, naudodami „bracken-build“ su šiais parametrais: -d
Genų anotavimas ir santykinio gausumo įvertinimas buvo atlikti naudojant modifikuotą Maranga ir kt. aprašyto protokolo versiją (Maranga ir kt., 2023). Pirmiausia, naudojant SeqKit v. 2.5.1 (Shen ir kt., 2016), iš visų rinkinių buvo pašalinti trumpesni nei 500 bp kontigai. Pasirinkti rinkiniai buvo sujungti į pan-metagenomą. Atviri skaitymo rėmeliai (ORF) buvo identifikuoti naudojant Prodigal v. 1.0.1 (lygiagreti Prodigal v. 2.6.3 versija) su šiais parametrais: -d
Pirmiausia genai buvo sugrupuoti pagal Kioto enciklopedijos apie genus ir genomus (KEGG) ortologo (KO) identifikatorius, priskirtus „eggNOG“, siekiant palyginti genų kelio gausą. Genai be nokautų arba genai su keliais nokautais buvo pašalinti prieš analizę. Tada buvo apskaičiuotas vidutinis kiekvieno KO gausumas viename mėginyje ir atlikta statistinė analizė. PPA metabolizmo genai buvo apibrėžti kaip bet kuris genas, kuriam KEGG_Pathway stulpelyje buvo priskirta eilutė ko00640, nurodant vaidmenį propionato metabolizme pagal KEGG. Genai, identifikuoti kaip susiję su PPA gamyba, išvardyti 1 papildomoje lentelėje (Reichardt ir kt., 2014; Yang ir kt., 2017). Buvo atlikti permutacijos testai, siekiant nustatyti PPA metabolizmo ir gamybos genus, kurie buvo žymiai gausesni kiekviename mėginio tipe. Kiekvienam analizuotam genui buvo atlikta tūkstantis permutacijų. Statistiniam reikšmingumui nustatyti buvo naudojama 0,05 p reikšmė. Funkcinės anotacijos buvo priskirtos atskiriems genams klasteryje, remiantis reprezentatyvių genų klasteryje anotacijomis. Su PPA metabolizmu ir (arba) PPA gamyba susijusius taksonus buvo galima identifikuoti sulyginant kontigo ID Kraken2 išvesties failuose su tais pačiais kontigo ID, kurie buvo išsaugoti funkcinės anotacijos metu naudojant eggNOG. Reikšmingumo testas buvo atliktas naudojant anksčiau aprašytą Mann-Whitney U testą. Kelių testų korekcija buvo atlikta naudojant Benjamini-Hochberg procedūrą. Statistiniam reikšmingumui nustatyti kaip riba buvo naudojama p reikšmė ≤ 0,05.
Pelių žarnyno mikrobiomo įvairovė buvo įvertinta naudojant Simpsono įvairovės indeksą. Reikšmingų skirtumų tarp kontrolinių ir PPA mėginių, vertinant pagal genčių ir rūšių įvairovę, nepastebėta (genties p reikšmė: 0,18, rūšies p reikšmė: 0,16) (1 pav.). Mikrobų sudėtis buvo palyginta naudojant pagrindinių komponenčių analizę (PCA). 2 paveiksle parodyta mėginių klasterizacija pagal jų filas, rodanti, kad PPA ir kontrolinių mėginių mikrobiomų rūšinė sudėtis skyrėsi. Ši klasterizacija buvo mažiau ryški genčių lygmeniu, o tai rodo, kad PPA veikia tam tikras bakterijas (papildomas 1 pav.).
1 pav. Pelės žarnyno mikrobiomo genčių alfa įvairovė ir rūšių sudėtis. Dėžutėse pavaizduoti Simpsono įvairovės indeksai pagal gentis (A) ir rūšis (B) PPA ir kontroliniuose mėginiuose. Reikšmingumas nustatytas naudojant Mann-Whitney U testą, o daugybinė korekcija atlikta naudojant Benjamini-Hochberg procedūrą. ns, p reikšmė nebuvo reikšminga (p>0,05).
2 pav. Pelės žarnyno mikrobiomo sudėties pagrindinių komponentų analizės rezultatai rūšių lygmeniu. Pagrindinių komponentų analizės diagramoje parodytas mėginių pasiskirstymas pagal pirmuosius du pagrindinius komponentus. Spalvos nurodo mėginio tipą: PPA paveiktos pelės yra violetinės, o kontrolinės pelės - geltonos. 1 ir 2 pagrindiniai komponentai atitinkamai pavaizduoti x ir y ašyse ir išreikšti kaip jų paaiškinto dispersijos santykis.
Naudojant RLE transformuotus skaičiavimo duomenis, kontrolinėje ir PPA pelėse pastebėtas reikšmingas vidutinio bakteroidetų/bacilų santykio sumažėjimas (kontrolinė grupė: 9,66, PPA: 3,02; p reikšmė = 0,0011). Šis skirtumas buvo susijęs su didesniu bakteroidetų gausumu PPA pelėse, palyginti su kontrolinėmis grupėmis, nors skirtumas nebuvo reikšmingas (kontrolinės grupės vidutinis CLR: 5,51, PPA vidutinis CLR: 6,62; p reikšmė = 0,054), o bakteroidetų gausa buvo panaši (kontrolinės grupės vidutinis CLR: 7,76, PPA vidutinis CLR: 7,60; p reikšmė = 0,18).
Analizuojant žarnyno mikrobiomo taksonominių narių gausumą, nustatyta, kad 1 tipas ir 77 rūšys reikšmingai skyrėsi tarp PPA ir kontrolinių mėginių (2 papildoma lentelė). 59 rūšių gausumas PPA mėginiuose buvo reikšmingai didesnis nei kontroliniuose mėginiuose, o tik 16 rūšių gausumas kontroliniuose mėginiuose buvo didesnis nei PPA mėginiuose (3 pav.).
3 pav. Taksonų gausumo skirtumas PPA ir kontrolinių pelių žarnyno mikrobiome. Vulkano diagramos rodo genčių (A) arba rūšių (B) gausumo skirtumus tarp PPA ir kontrolinių mėginių. Pilki taškai rodo, kad taksonų gausumas nesiskiria. Spalvoti taškai rodo reikšmingus gausumo skirtumus (p reikšmė ≤ 0,05). 20 didžiausių taksonų, kurių gausumas tarp mėginių tipų skiriasi labiausiai, pavaizduoti atitinkamai raudona ir šviesiai mėlyna spalvomis (kontroliniai ir PPA mėginiai). Geltoni ir violetiniai taškai kontroliniuose arba PPA mėginiuose buvo bent 2,7 karto gausesni nei kontroliniuose. Juodi taškai žymi taksonus, kurių gausumas reikšmingai skiriasi, o vidutiniai CLR skirtumai yra nuo -1 iki 1. P reikšmės buvo apskaičiuotos naudojant Mann-Whitney U testą ir pakoreguotos pagal daugkartinius bandymus naudojant Benjamini-Hochberg procedūrą. Paryškinti vidutiniai CLR skirtumai rodo reikšmingus gausumo skirtumus.
Išanalizavę žarnyno mikrobų sudėtį, atlikome mikrobiomo funkcinę anotaciją. Išfiltravę žemos kokybės genus, visuose mėginiuose buvo identifikuoti iš viso 378 355 unikalūs genai. Transformuotas šių genų gausumas buvo panaudotas pagrindinių komponenčių analizei (PCA), o rezultatai parodė aukštą mėginių tipų klasterizavimo laipsnį pagal jų funkcinius profilius (4 pav.).
4 pav. PCA rezultatai, naudojant pelės žarnyno mikrobiomo funkcinį profilį. PCA diagrama rodo mėginių pasiskirstymą pagal pirmuosius du pagrindinius komponentus. Spalvos nurodo mėginio tipą: PPA paveiktos pelės yra violetinės, o kontrolinės pelės - geltonos. Pagrindiniai komponentai 1 ir 2 atitinkamai pavaizduoti x ir y ašyse ir išreikšti kaip jų paaiškintas dispersijos santykis.
Toliau ištyrėme KEGG nokautų gausą skirtingų tipų mėginiuose. Iš viso buvo nustatyti 3648 unikalūs nokautai, iš kurių 196 buvo žymiai gausesni kontroliniuose mėginiuose, o 106 – PPA mėginiuose (5 pav.). Kontroliniuose mėginiuose buvo aptikti iš viso 145 genai, o PPA mėginiuose – 61 genas, kurių gausa reikšmingai skyrėsi. Su lipidų ir aminorūgščių metabolizmu susiję keliai buvo žymiai labiau praturtinti PPA mėginiuose (3 papildoma lentelė). Su azoto metabolizmu ir sieros pernašos sistemomis susiję keliai buvo žymiai labiau praturtinti kontroliniuose mėginiuose (3 papildoma lentelė). Su aminorūgščių/nukleotidų metabolizmu (ko:K21279) ir inozitolio fosfato metabolizmu (ko:K07291) susijusių genų gausa PPA mėginiuose buvo žymiai didesnė (5 pav.). Kontroliniuose mėginiuose buvo žymiai daugiau genų, susijusių su benzoato metabolizmu (ko:K22270), azoto metabolizmu (ko:K00368) ir glikolize/gliukoneogeneze (ko:K00131) (5 pav.).
5 pav. KO gausumo skirtumas PPA ir kontrolinių pelių žarnyno mikrobiome. Vulkano diagrama vaizduoja funkcinių grupių (KO) gausumo skirtumus. Pilki taškai žymi KO, kurių gausumas tarp mėginių tipų reikšmingai nesiskyrė (p reikšmė > 0,05). Spalvoti taškai žymi reikšmingus gausumo skirtumus (p reikšmė ≤ 0,05). 20 KO, kurių gausumas tarp mėginių tipų yra didžiausias, pavaizduotos raudona ir šviesiai mėlyna spalvomis, atitinkamai atitinkančiomis kontrolinius ir PPA mėginius. Geltoni ir violetiniai taškai žymi KO, kurių gausumas buvo bent 2,7 karto didesnis kontroliniuose ir PPA mėginiuose. Juodi taškai žymi KO, kurių gausumas reikšmingai skyrėsi, o vidutinis CLR skirtumas buvo nuo -1 iki 1. P reikšmės buvo apskaičiuotos naudojant Mann-Whitney U testą ir pakoreguotos daugybiniams palyginimams naudojant Benjamini-Hochberg procedūrą. NaN rodo, kad KO nepriklauso jokiam KEGG signalo perdavimo keliui. Paryškintos vidutinės CLR skirtumo reikšmės rodo reikšmingus gausumo skirtumus. Išsamesnės informacijos apie kelius, kuriems priklauso išvardyti KO, žr. 3 papildomą lentelę.
Tarp anotuotų genų 1601 geno gausumas tarp mėginių tipų buvo reikšmingai skirtingas (p ≤ 0,05), kiekvieno geno buvo bent 2,7 karto daugiau. Iš šių genų 4 genai buvo gausesni kontroliniuose mėginiuose, o 1597 genai – PPA mėginiuose. Kadangi PPA pasižymi antimikrobinėmis savybėmis, ištyrėme PPA metabolizmo ir gamybos genų gausumą tarp mėginių tipų. Iš 1332 su PPA metabolizmu susijusių genų 27 genai buvo reikšmingai gausesni kontroliniuose mėginiuose, o 12 genų – PPA mėginiuose. Iš 223 su PPA gamyba susijusių genų 1 genas buvo reikšmingai gausesnis PPA mėginiuose. 6A paveiksle toliau parodytas didesnis PPA metabolizme dalyvaujančių genų gausumas, kai kontroliniuose mėginiuose pastebėtas reikšmingai didesnis gausumas ir dideli efektai, o 6B paveiksle paryškinti atskiri genai, kurių gausumas pastebėtas reikšmingai didesnis PPA mėginiuose.
6 pav. Su PPA susijusių genų gausumo skirtumas pelės žarnyno mikrobiome. Vulkano diagramos vaizduoja su PPA metabolizmu (A) ir PPA gamyba (B) susijusių genų gausumo skirtumus. Pilki taškai žymi genus, kurių gausumas tarp mėginių tipų reikšmingai nesiskyrė (p reikšmė > 0,05). Spalvoti taškai žymi reikšmingus gausumo skirtumus (p reikšmė ≤ 0,05). 20 genų, kurių gausumo skirtumai didžiausi, pavaizduoti atitinkamai raudona ir šviesiai mėlyna spalvomis (kontroliniai ir PPA mėginiai). Geltonų ir violetinių taškų gausumas kontroliniuose ir PPA mėginiuose buvo bent 2,7 karto didesnis nei kontroliniuose mėginiuose. Juodi taškai žymi genus, kurių gausumas reikšmingai skiriasi, o vidutinis CLR skirtumas yra nuo -1 iki 1. P reikšmės buvo apskaičiuotos naudojant Mann-Whitney U testą ir pakoreguotos daugybiniams palyginimams naudojant Benjamini-Hochberg procedūrą. Genai atitinka reprezentatyvius genus nepertekliniame genų kataloge. Genų pavadinimus sudaro KEGG simbolis, žymintis KO geną. Paryškinti vidutiniai CLR skirtumai rodo reikšmingai skirtingą gausumą. Brūkšnys (-) rodo, kad KEGG duomenų bazėje nėra geno simbolio.
Taksonai, kurių genai susiję su PPA metabolizmu ir (arba) gamyba, buvo identifikuoti sulyginant kontigų taksonominį tapatumą su geno kontigo ID. Genties lygmeniu nustatyta, kad 130 genčių turi su PPA metabolizmu susijusius genus, o 61 gentis – su PPA gamyba susijusius genus (4 papildoma lentelė). Tačiau nė viena gentis neparodė reikšmingų gausumo skirtumų (p > 0,05).
Rūšių lygmeniu nustatyta, kad 144 bakterijų rūšys turi su PPA metabolizmu susijusius genus, o 68 bakterijų rūšys – su PPA gamyba susijusius genus (5 papildoma lentelė). Tarp PPA metabolizuojančių bakterijų aštuonių bakterijų gausa tarp mėginių tipų buvo reikšmingai padidėjusi, ir visos jos parodė reikšmingus poveikio pokyčius (6 papildoma lentelė). Visos nustatytos PPA metabolizuojančios bakterijos, kurių gausa reikšmingai skyrėsi, buvo gausesnės PPA mėginiuose. Rūšių lygmens klasifikacija atskleidė genčių, kurios reikšmingai nesiskyrė tarp mėginių tipų, atstovus, įskaitant kelias Bacteroides ir Ruminococcus rūšis, taip pat Duncania dubois, Myxobacterium enterica, Monococcus pectinolyticus ir Alcaligenes polymorpha. Tarp PPA gaminančių bakterijų keturios bakterijos parodė reikšmingus gausos skirtumus tarp mėginių tipų. Rūšys, kurių gausa reikšmingai skyrėsi, buvo Bacteroides novorossi, Duncania dubois, Myxobacterium enteritidis ir Ruminococcus bovis.
Šiame tyrime nagrinėjome PPA poveikio pelių žarnyno mikrobiotai poveikį. PPA gali sukelti skirtingą bakterijų reakciją, nes jį gamina tam tikros rūšys, jis naudojamas kaip maisto šaltinis kitų rūšių arba jis turi antimikrobinį poveikį. Todėl jo įtraukimas į žarnyno aplinką su maisto papildais gali turėti skirtingą poveikį, priklausomai nuo tolerancijos, jautrumo ir gebėjimo jį panaudoti kaip maistinių medžiagų šaltinį. Jautrios bakterijų rūšys gali būti pašalintos ir pakeistos tomis, kurios yra atsparesnės PPA arba gali jį panaudoti kaip maisto šaltinį, todėl pasikeičia žarnyno mikrobiotos sudėtis. Mūsų rezultatai atskleidė reikšmingus mikrobų sudėties skirtumus, tačiau neturėjo jokio poveikio bendrai mikrobų įvairovei. Didžiausias poveikis buvo pastebėtas rūšių lygmeniu – daugiau nei 70 taksonų gausumas reikšmingai skyrėsi tarp PPA ir kontrolinių mėginių (2 papildoma lentelė). Tolesnis PPA paveiktų mėginių sudėties vertinimas atskleidė didesnį mikrobų rūšių heterogeniškumą, palyginti su neapšvitintais mėginiais, o tai rodo, kad PPA gali sustiprinti bakterijų augimo charakteristikas ir apriboti bakterijų populiacijas, kurios gali išgyventi PPA turtingoje aplinkoje. Taigi, PPA gali selektyviai sukelti žarnyno mikrobiotos įvairovės pokyčius, o ne plačiai ją sutrikdyti.
Anksčiau buvo įrodyta, kad maisto konservantai, tokie kaip PPA, keičia žarnyno mikrobiomo komponentų gausą nepaveikdami bendros įvairovės (Nagpal ir kt., 2021). Čia pastebėjome ryškiausius Bacteroidetes rūšių skirtumus Bacteroidetes tipe (anksčiau žinomoje kaip Bacteroidetes), kurių PPA paveiktose pelėse buvo žymiai daugiau. Padidėjusi Bacteroides rūšių gausa yra susijusi su padidėjusiu gleivių skaidymu, o tai gali padidinti infekcijos riziką ir skatinti uždegimą (Cornick ir kt., 2015; Desai ir kt., 2016; Penzol ir kt., 2019). Vieno tyrimo metu nustatyta, kad naujagimių pelių patinai, gydyti Bacteroides fragilis, demonstravo socialinį elgesį, primenantį autizmo spektro sutrikimą (ASS) (Carmel ir kt., 2023), o kiti tyrimai parodė, kad Bacteroides rūšys gali pakeisti imuninį aktyvumą ir sukelti autoimuninę uždegiminę kardiomiopatiją (Gil-Cruz ir kt., 2019). Pelių, paveiktų PPA, organizme taip pat žymiai padaugėjo Ruminococcus, Prevotella ir Parabacteroides gentims priklausančių rūšių (Coretti ir kt., 2018). Kai kurios Ruminococcus rūšys yra susijusios su tokiomis ligomis kaip Krono liga dėl uždegimą skatinančių citokinų gamybos (Henke ir kt., 2019), o Prevotella rūšys, tokios kaip Prevotella humani, yra susijusios su medžiagų apykaitos ligomis, tokiomis kaip hipertenzija ir jautrumas insulinui (Pedersen ir kt., 2016; Li ir kt., 2017). Galiausiai nustatėme, kad Bacteroidetes (anksčiau žinomų kaip Firmicutes) ir Bacteroidetes santykis PPA paveiktose pelėse buvo žymiai mažesnis nei kontrolinėse pelėse dėl didesnio bendro Bacteroidetes rūšių gausumo. Šis santykis anksčiau buvo įrodytas kaip svarbus žarnyno homeostazės rodiklis, o šio santykio sutrikimai buvo siejami su įvairiomis ligomis (Turpin ir kt., 2016; Takezawa ir kt., 2021; An ir kt., 2023), įskaitant uždegimines žarnyno ligas (Stojanov ir kt., 2020). Atrodo, kad padidėjusi PPA koncentracija maiste labiausiai veikia Bacteroidetes tipo rūšis. Tai gali būti dėl didesnės PPA tolerancijos arba gebėjimo naudoti PPA kaip energijos šaltinį, kas įrodyta bent vienos rūšies – Hoylesella enocea – atveju (Hitch ir kt., 2022). Arba motinos PPA poveikis gali pagerinti vaisiaus vystymąsi, padarydamas pelių palikuonių žarnyną jautresnį Bacteroidetes kolonizacijai; tačiau mūsų tyrimo dizainas neleido atlikti tokio vertinimo.
Metagenominio turinio vertinimas atskleidė reikšmingus su PPA metabolizmu ir gamyba susijusių genų gausos skirtumus: PPA paveiktose pelėse buvo didesnė už PPA gamybą atsakingų genų gausa, o PPA nepaveiktose pelėse – didesnė už PAA metabolizmą atsakingų genų gausa (6 pav.). Šie rezultatai rodo, kad PPA poveikis mikrobų sudėčiai gali būti ne vien dėl jo naudojimo, kitaip su PPA metabolizmu susijusių genų gausa turėjo būti didesnė PPA paveiktų pelių žarnyno mikrobiome. Vienas iš paaiškinimų yra tas, kad PPA tarpininkauja bakterijų gausai pirmiausia dėl savo antimikrobinio poveikio, o ne dėl to, kad bakterijos jį naudoja kaip maistinę medžiagą. Ankstesni tyrimai parodė, kad PPA slopina Salmonella Typhimurium augimą priklausomai nuo dozės (Jacobson ir kt., 2018). Didesnės PPA koncentracijos gali selektyviai paveikti bakterijas, kurios yra atsparios jo antimikrobinėms savybėms ir nebūtinai gali jo metabolizuoti ar gaminti. Pavyzdžiui, kelios Parabacteroides rūšys PPA mėginiuose parodė žymiai didesnį gausumą, tačiau nebuvo aptikta jokių su PPA metabolizmu ar gamyba susijusių genų (2, 4 ir 5 papildomos lentelės). Be to, PPA gamyba kaip fermentacijos šalutinis produktas yra plačiai paplitusi tarp įvairių bakterijų (Gonzalez-Garcia ir kt., 2017). Didesnė bakterijų įvairovė gali būti didesnės su PPA metabolizmu susijusių genų gausos kontroliniuose mėginiuose priežastis (Averina ir kt., 2020). Be to, tik 27 (2,14 %) iš 1332 genų buvo prognozuojami kaip genai, susiję tik su PPA metabolizmu. Daugelis su PPA metabolizmu susijusių genų taip pat dalyvauja kituose metabolizmo keliuose. Tai dar labiau rodo, kad su PPA metabolizmu susijusių genų gausa kontroliniuose mėginiuose buvo didesnė; šie genai gali funkcionuoti keliuose, kurie nesukelia PPA panaudojimo ar susidarymo kaip šalutinio produkto. Šiuo atveju tik vienas su PPA generavimu susijęs genas parodė reikšmingus gausos skirtumus tarp mėginių tipų. Priešingai nei su PPA metabolizmu susiję genai, buvo atrinkti PPA gamybos žymenų genai, nes jie tiesiogiai dalyvauja bakterijų PPA gamybos kelyje. PPA paveiktose pelėse visos rūšys turėjo žymiai padidėjusį PPA gausumą ir pajėgumą gaminti. Tai patvirtina prognozę, kad PPA atrinks PPA gamintojus ir todėl prognozuoja, kad padidės PPA gamybos pajėgumas. Tačiau genų gausumas nebūtinai koreliuoja su genų raiška; taigi, nors su PPA metabolizmu susijusių genų gausumas kontroliniuose mėginiuose yra didesnis, raiškos greitis gali skirtis (Shi ir kt., 2014). Norint patvirtinti ryšį tarp PPA gaminančių genų paplitimo ir PPA gamybos, reikia atlikti PPA gamyboje dalyvaujančių genų raiškos tyrimus.
Funkcinė PPA ir kontrolinių metagenomų anotacija atskleidė kai kuriuos skirtumus. PCA genų turinio analizė atskleidė atskirus klasterius tarp PPA ir kontrolinių mėginių (5 pav.). Klasterizavimas mėginio viduje parodė, kad kontrolinių genų turinys buvo įvairesnis, o PPA mėginiai – klasterizavosi. Klasterizavimas pagal genų turinį buvo panašus į klasterizavimą pagal rūšių sudėtį. Taigi, kelių gausumo skirtumai atitinka konkrečių rūšių ir padermių gausumo pokyčius juose. PPA mėginiuose du keliai, kurių gausumas buvo žymiai didesnis, buvo susiję su aminocukraus/nukleotidų cukraus metabolizmu (ko:K21279) ir keliais lipidų metabolizmo keliais (ko:K00647, ko:K03801; 3 papildoma lentelė). Yra žinoma, kad su ko:K21279 susiję genai yra susiję su Bacteroides gentimi, viena iš genčių, kurioje PPA mėginiuose yra žymiai daugiau rūšių. Šis fermentas gali išvengti imuninio atsako, ekspresuodamas kapsulinius polisacharidus (Wang ir kt., 2008). Tai gali lemti bakteroidetų padidėjimą, pastebėtą PPA paveiktose pelėse. Tai papildo padidėjusią riebalų rūgščių sintezę, pastebėtą PPA mikrobiome. Bakterijos naudoja FASIIko:K00647 (fabB) kelią riebalų rūgštims gaminti, kurios gali turėti įtakos šeimininko medžiagų apykaitos keliams (Yao ir Rock, 2015; Johnson ir kt., 2020), o lipidų metabolizmo pokyčiai gali turėti įtakos neurovystymuisi (Yu ir kt., 2020). Kitas kelias, rodantis padidėjusį PPA mėginių kiekį, buvo steroidinių hormonų biosintezė (ko:K12343). Vis daugiau įrodymų rodo, kad yra atvirkštinis ryšys tarp žarnyno mikrobiotos gebėjimo paveikti hormonų kiekį ir gebėjimo būti veikiamai hormonų, todėl padidėjęs steroidų kiekis gali turėti pasekmių sveikatai (Tetel ir kt., 2018).
Šis tyrimas nėra be apribojimų ir aspektų, į kuriuos reikia atsižvelgti. Svarbus skirtumas yra tas, kad neatlikome gyvūnų fiziologinių vertinimų. Todėl neįmanoma tiesiogiai daryti išvados, ar mikrobiomo pokyčiai yra susiję su kokia nors liga. Kitas aspektas yra tas, kad šio tyrimo pelės buvo šeriamos tuo pačiu pašaru kaip ir jų motinos. Būsimi tyrimai gali nustatyti, ar perėjimas nuo PPA turtingos dietos prie dietos be PPA pagerina jos poveikį mikrobiomui. Vienas iš mūsų tyrimo apribojimų, kaip ir daugelio kitų, yra ribotas imties dydis. Nors galima padaryti pagrįstas išvadas, didesnis imties dydis suteiktų didesnę statistinę galią analizuojant rezultatus. Taip pat atsargiai darome išvadas apie ryšį tarp žarnyno mikrobiomo pokyčių ir bet kokios ligos (Yap ir kt., 2021). Įvairūs veiksniai, įskaitant amžių, lytį ir mitybą, gali reikšmingai paveikti mikroorganizmų sudėtį. Šie veiksniai gali paaiškinti literatūroje pastebėtus neatitikimus dėl žarnyno mikrobiomo ryšio su sudėtingomis ligomis (Johnson ir kt., 2019; Lagod ir Naser, 2023). Pavyzdžiui, įrodyta, kad Bacteroidetes genties narių kiekis gyvūnams ir žmonėms, sergantiems ASD, yra padidėjęs arba sumažėjęs (Angelis ir kt., 2013; Kushak ir kt., 2017). Panašiai, tiriant žarnyno sudėtį pacientams, sergantiems uždegiminėmis žarnyno ligomis, nustatytas ir padidėjimas, ir sumažėjimas tose pačiose taksonose (Walters ir kt., 2014; Forbes ir kt., 2018; Upadhyay ir kt., 2023). Siekdami apriboti lyčių šališkumo poveikį, stengėmės užtikrinti vienodą lyčių atstovavimą, kad skirtumai greičiausiai būtų nulemti mitybos. Vienas iš funkcinių anotacijų iššūkių yra perteklinių genų sekų pašalinimas. Mūsų genų klasterizavimo metodas reikalauja 95 % sekos tapatumo ir 85 % ilgio panašumo, taip pat 90 % lygiavimo aprėpties, kad būtų pašalintas klaidingas klasterizavimas. Tačiau kai kuriais atvejais pastebėjome COG su tomis pačiomis anotacijomis (pvz., MUT) (6 pav.). Reikia atlikti tolesnius tyrimus, siekiant nustatyti, ar šie ortologai yra skirtingi, susiję su konkrečiomis gentimis, ar tai yra genų klasterizavimo metodo apribojimas. Kitas funkcinės anotacijos apribojimas yra galimas klaidingas klasifikavimas; bakterijų genas mmdA yra žinomas fermentas, dalyvaujantis propionato sintezėje, tačiau KEGG jo nesieja su propionato metabolizmo keliu. Priešingai, scpB ir mmcD ortologai yra susiję. Didelis genų skaičius be nurodytų išjungimo elementų gali lemti nesugebėjimą nustatyti su PPA susijusių genų vertinant genų gausą. Būsimiems tyrimams bus naudinga metatranskriptomo analizė, kuri gali padėti geriau suprasti žarnyno mikrobiotos funkcines savybes ir susieti genų raišką su galimu tolesniu poveikiu. Tyrimams, susijusiems su specifiniais neurologinio vystymosi sutrikimais arba uždegiminėmis žarnyno ligomis, reikia atlikti gyvūnų fiziologinius ir elgesio vertinimus, kad būtų galima susieti mikrobiomo sudėties pokyčius su šiais sutrikimais. Papildomi tyrimai, persodinant žarnyno mikrobiomą į neužkrėstas peles, taip pat būtų naudingi siekiant nustatyti, ar mikrobiomas yra ligos variklis, ar požymis.
Apibendrinant, parodėme, kad su maistu gaunamas PPA veikia kaip veiksnys, keičiantis žarnyno mikrobiotos sudėtį. PPA yra FDA patvirtintas konservantas, plačiai randamas įvairiuose maisto produktuose, kuris, ilgai veikiant, gali sutrikdyti normalią žarnyno florą. Nustatėme kelių bakterijų gausos pokyčius, o tai rodo, kad PPA gali turėti įtakos žarnyno mikrobiotos sudėčiai. Mikrobiotos pokyčiai gali lemti tam tikrų medžiagų apykaitos takų lygio pokyčius, o tai gali sukelti fiziologinius pokyčius, kurie yra svarbūs šeimininko sveikatai. Reikia atlikti tolesnius tyrimus, siekiant nustatyti, ar su maistu gaunamo PPA poveikis mikrobų sudėčiai gali sukelti disbiozę ar kitas ligas. Šis tyrimas sudaro pagrindą būsimiems tyrimams, kaip PPA poveikis žarnyno sudėčiai gali paveikti žmonių sveikatą.
Šiame tyrime pateikti duomenų rinkiniai prieinami internetinėse saugyklose. Saugyklos pavadinimas ir registracijos numeris: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/, PRJNA1092431.
Šį tyrimą su gyvūnais patvirtino Centrinės Floridos universiteto Gyvūnų priežiūros ir naudojimo komitetas (UCF-IACUC) (Gyvūnų naudojimo leidimo numeris: PROTO202000002). Šis tyrimas atitinka vietos įstatymus, reglamentus ir įstaigos reikalavimus.
NG: Konceptualizavimas, Duomenų kuravimas, Formali analizė, Tyrimas, Metodologija, Programinė įranga, Vizualizavimas, Rašymas (originalus juodraštis), Rašymas (peržiūra ir redagavimas). LA: Konceptualizavimas, Duomenų kuravimas, Metodologija, Ištekliai, Rašymas (peržiūra ir redagavimas). SH: Formali analizė, Programinė įranga, Rašymas (peržiūra ir redagavimas). SA: Tyrimas, Rašymas (peržiūra ir redagavimas). Vyriausiasis teisėjas: Tyrimas, Rašymas (peržiūra ir redagavimas). SN: Konceptualizavimas, Projekto administravimas, Ištekliai, Priežiūra, Rašymas (peržiūra ir redagavimas). TA: Konceptualizavimas, Projekto administravimas, Priežiūra, Rašymas (peržiūra ir redagavimas).
Autoriai pareiškė, kad negavo jokios finansinės paramos šio straipsnio tyrimams, rašymui ir (arba) publikavimui.
Autoriai pareiškia, kad tyrimas buvo atliktas nesant jokių komercinių ar finansinių santykių, kurie galėtų būti interpretuojami kaip potencialus interesų konfliktas. Netaikoma.
Visos šiame straipsnyje išreikštos nuomonės yra tik autorių ir nebūtinai atspindi jų institucijų, leidėjų, redaktorių ar recenzentų požiūrį. Leidėjas negarantuoja ir nepatvirtina jokių šiame straipsnyje įvertintų produktų ar jų gamintojų pateiktų teiginių.
Papildomos šio straipsnio medžiagos galite rasti internete: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frmbi.2024.1451735/full#supplementary-material
Abdelli LS, Samsam A, Nasser SA (2019). Propiono rūgštis sukelia gliozę ir neurouždegimą reguliuodama PTEN/AKT kelią autizmo spektro sutrikimų atvejais. Mokslinės ataskaitos 9, 8824–8824. doi: 10.1038/s41598-019-45348-z
Aitchison, J. (1982). Sudėties duomenų statistinė analizė. JR Stat Soc Ser B Methodol. 44, 139–160. doi: 10.1111/j.2517-6161.1982.tb01195.x
Ahn J, Kwon H, Kim YJ (2023). Firmicutes/Bacteroidetes santykis kaip krūties vėžio rizikos veiksnys. Journal of Clinical Medicine, 12, 2216. doi: 10.3390/jcm12062216
Anders S., Huber W. (2010). Sekos skaičiaus duomenų diferencinės raiškos analizė. Nat Prev. 1–1, 1–10. doi: 10.1038/npre.2010.4282.1
Angelis, MD, Piccolo, M., Vannini, L., Siragusa, S., Giacomo, AD, Serrazanetti, DI ir kt. (2013). Išmatų mikrobiota ir metabolomas vaikams, sergantiems autizmu ir kitaip nenurodytu pervaziniu raidos sutrikimu. PloS One 8, e76993. doi: 10.1371/journal.pone.0076993
Averina OV, Kovtun AS, Polyakova SI, Savilova AM, Rebrikov DV, Danilenko VN (2020). Mažų vaikų, turinčių autizmo spektro sutrikimų, žarnyno mikrobiotos bakterinės neurometabolinės charakteristikos. Journal of Medical Microbiology 69, 558–571. doi: 10.1099/jmm.0.001178
Baquero F., Nombela K. (2012). Mikrobiomas kaip žmogaus organas. Klinikinė mikrobiologija ir infekcija 18, 2–4. doi: 10.1111/j.1469-0691.2012.03916.x
Baur T., Dürre P. (2023). Naujos įžvalgos apie propiono rūgštį gaminančių bakterijų fiziologiją: Anaerotignum propionicum ir Anaerotignum neopropionicum (anksčiau Clostridium propionicum ir Clostridium neopropionicum). Mikroorganizmai 11, 685. doi: 10.3390/microorganisms11030685
Bazer FW, Spencer TE, Wu G, Cudd TA, Meininger SJ (2004). Motinos mityba ir vaisiaus vystymasis. J Nutr. 134, 2169–2172. doi: 10.1093/jn/134.9.2169
Benjamini, Y. ir Hochberg, J. (1995). Klaidingai teigiamų rezultatų dažnio kontrolė: praktiškas ir efektyvus daugkartinio testavimo metodas. JR Stat Soc Ser B Methodol. 57, 289–300. doi: 10.1111/j.2517-6161.1995.tb02031.x
Įrašo laikas: 2025 m. balandžio 18 d.