🔸Пищевые фруктоза и жирные кислоты с короткой цепью, полученные из микробиоты, способствуют выработке бактериофага в кишечнике Симбионта Lactobacillus reuteri
Желудочно-кишечный тракт человека (ЖКТ) содержит сложное сообщество микроорганизмов , состоящее из бактерий, архей , простейших и грибов ( Ley et al., 2008 , Yatsunenko et al., 2012 ). Большинство связанных с человеком микробов - это бактерии, многие из которых содержат профаги - вирусную ДНК, происходящую из умеренных бактериофагов (фагов), которые интегрировались в их геном ( Breitbart et al., 2003 ).
🔸Профаги могут быть активированы в определенных условиях, что приводит к удалению ДНК и образованию активных фагов, которые высвобождаются в экосистеме. Кишечник человека содержит больше вирусоподобных частицчем бактерии, и некоторые данные свидетельствуют о том, что большинство вирусоподобных частиц происходят от профагов, а не от литических фагов Breitbart et al., 2003 , Reyes et al., 2012 , Howe et al., 2016 ).
🔸Несмотря на численное преобладание профагов в кишечнике, большая часть знаний о фагах в кишечной экосистеме была получена в результате метагеномных исследований, которые могут дать только гипотезы относительно механизмов индукции фага ( Minot et al., 2011 , Kleiner et al., 2015 , Manrique et al. al., 2016 ). Немногие исследования были посвящены профагам в кишечных бактериях , и те, которые действительно полагались в основном на сравнения генома ( Canchaya et al., 2003 ). Совсем недавно были обнаружены ассоциации между воспалением кишечника и продукцией фагов, что показывает, что изменения в кишечной среде приводят к образованию фагов ( Diard et al., 2017 , Cornuault et al., 2018 ,Duerkop et al., 2018 ). Однако мало что известно о том, в какой степени на фагоме кишечника влияют экологические условия в здоровой кишке.
🔸Исследования, изучающие влияние диеты на кишечную экосистему, в основном сфокусированы на бактериальном сообществе, которое может быть быстро изменено в зависимости от диеты; однако изменения являются временными, и состав сообщества возвращается к исходному состоянию после прекращения диетической модуляции ( Martínez et al., 2010 , David et al., 2013 ). До настоящего времени лишь немногие исследования включали в анализ вирому кишечника, несмотря на появляющиеся доказательства того, что диета также влияет на фагом.
🔸Очевидно, что такие изменения могут быть просто следствием изменений в численности бактериальных хозяев ( Minot et al., 2011 ). Тем не менее, как величина, так и продолжительность, на которую сдвиги фагома в ответ на диету, по-видимому, превышают то, что наблюдалось для вызванных диетой сдвигов в бактериальном сообществе (Minot et al., 2011 ). Фактически, одно исследование показывает, что сообщество фагом не восстанавливалось в течение периода вымывания после диеты, обогащенной рафинированным сахаром, предполагая более долгосрочные последствия диеты с повышенным потреблением сахара ( Howe et al., 2016 ).
🔸На сегодняшний день у нас нет механистического понимания того, как диета вызывает такие глубокие изменения в фагоме, но предварительные данные предполагают вклад индукции профагов ( Minot et al., 2011 ). Целью нашей работы было проверить гипотезу о том, что диета вызывает метаболические изменения в лизогене, который может активировать профаги в кишечнике.
🔸Lactobacillus reuteri - это бактериальный симбионт кишечника, обнаруженный в пищеварительном тракте многих позвоночных хозяев, включая людей, свиней, крупный рогатый скот, грызунов, овец и птиц (Duar et al., 2017). L. reuteriмодулирует иммунную систему хозяина путем метаболизма триптофана с образованием индольных производных, которые активируют арилуглеводородный рецептор, транскрипционный фактор, который играет роль в уменьшении воспаления кишечника и метаболического синдрома (Zelante et al., 2013,Natividad et al., 2018) , Выберите штаммыL. Reuteriтакже предотвратить потерю костной массы у женщин с низкой костной минеральной плотностью ( Nilsson et al., 2018 ). L . Reuteri может использовать широкий спектр моносахарида и дисахариды сахаров, и , как и другое облигатное гетероферментативное лактобацилл , L . reuteri использует путь 6-фосфоглюконат / фосфокетолаза (6-PG / PK) для производства молочной кислоты вместе с этанолом и / или уксусной кислотой ( Kandler et al., 1980 , Zheng et al., 2015 ).
🔸В контексте изучения роли диеты в производстве фагов фруктоза представляет особый интерес. Во- первых, фруктоза обмен на L . Reuteri изменяет метаболический поток в клетках, тем самым увеличивая производство жирной кислоты с короткой цепью (SCFA) уксусной кислоты L . реутери . Фруктоза может функционировать в качестве акцептора электронов, которые метаболизируются в маннит с сопутствующим окислением NADH до NAD + . Ключевым промежуточным соединением в пути PK является ацетил-P, который превращается в этанол для регенерации восстановленных кофакторов, или, если доступны альтернативные акцепторы электронов, такие как фруктоза, в уксусную кислоту с помощью фермента ацетаткиназы (AckA) ( Rodriguez et al. al., 2012). Во-вторых, потребление фруктозы у людей резко возросло.
🔸В конце 1960-х был разработан кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, который в Соединенных Штатах был введен в пищу и напитки в начале 1970-х годов. С 1970 года среднее потребление фруктозы увеличилось в 4 раза ( Johnson et al., 2007 ). Следовательно, в современной диете фруктоза составляет примерно 10% калорийности пищи ( Vos et al., 2008 ). Несмотря на свою важность, влияние пищевой фруктозы на выработку фага в кишечнике до настоящего времени не изучалось.
🔸В этом исследовании мы разработали L. reuteri 6475 в качестве модели, чтобы понять влияние метаболизма сахара на производство фагов. Мы раскрыли молекулярные основы, которые стимулируют выработку фагов в кишечнике в результате метаболизма фруктозы и воздействия SCFA. В совокупности наши результаты дают потенциальное механистическое объяснение влияния диеты на фагом в кишечнике.
Источник
Будьте здоровы!
doctor_larra
Не забудьте поделиться статьей с друзьями. Спасибо!