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BB贝搏ballbet官网平台 - Protein & Cell | 菌群代谢物甲硫氨酸影响宿主时钟基因表达和活性氧水平
加载中... 日期:2022-11-19

日夜节律是很多生物体的生物举动以及心理功效的周期性更替。日夜节律紊乱会影响宿主的神经、代谢以及免疫稳态,从而致使一系列神经退行性疾病、代谢疾病以及癌症。一样的,肠道菌群也有本身的日夜节律,小鼠的最新研究进展注解,肠道菌群的品貌、位置以及功效履历日夜节律颠簸,这受食品摄取时间以及饮食身分节制,并有可能影响胃肠道以及其他器官的细菌抗原以及代谢物。然而,肠道菌群的时钟是否和怎样影响人类宿主的日夜节律和康健尚不清晰。来自中科院微生物所王军等团队确定了人类以及小鼠肠道菌群中具备不异的日夜节律特性,并探究了此中的要害代谢物甲硫氨酸对于宿主的影响,相干结果揭晓在Protein Cell。菌群测序以及代谢组检测为了研究小鼠以及人类肠道菌群中与节律相干的配合代谢特性,别离于早上10点钟以及晚上10点钟网络10只小鼠粪便,举行菌群测序以及代谢组阐发。菌群成果显示,小鼠肠道菌群构成以及功效体现出显著日夜差异,夜间不雅察到的肠道菌群富厚度以及匀称度有升高趋向)。还发明,具备显著日夜差异的标记物种是胆型螺旋杆菌(Helicobacter bilis),具备显著日夜差异的代谢通路有S-腺苷-L-甲硫氨酸轮回通路I、甲基赤藓糖醇磷酸通路I、L-赖氨酸生物合成III以及硒氨基酸生物合成通路。联合作者近来的人的原位查询拜访研究,得到了人以及小鼠共有的两条代谢通路,此中S-腺苷-L-甲硫氨酸轮回通路I是独一体现出不异模式的,即于白日勾当的人类以及夜间勾当的小鼠的苏醒期,代谢勾当增长,而于睡眠期则相反。代谢组学阐发成果显示,小鼠于夜间共有24种粪便代谢物显著增长,包孕L-甲硫氨酸、消旋甲硫氨酸以及甲硫氨酸亚砜。此外,8种代谢物显示出削减的趋向,例如N、N-二甲基鞘氨醇、N-甲基烟酰胺以及鞘氨醇。通路富集阐发确定了14条代谢通路,此中2条遭到日夜轮回的显著影响,此中甲硫氨酸代谢被列为最主要的通路。图S1. 肠道菌群构成、功效以及代谢物存于日夜差异甲硫氨酸处置惩罚上调时钟基因表达为了研究甲硫氨酸对于宿主日夜节律的潜于影响,用100μmol/L甲硫氨酸处置惩罚经常使用的肠樊篱功效模子Caco2细胞24h,并检测4个焦点时钟基因的细胞表达,即BMAL一、CLOCK、NR1D2以及PER2。mRNA成果显示,甲硫氨酸处置惩罚后这些基因的表达显著增长。鉴在甲硫氨酸可以作为S-腺苷-L-甲硫氨酸(SAM)的前体作为炊事甲基供体,哄骗牛津纳米孔测序技能(ONT)对于Caco-2细胞举行直接RNA测序(DRS)。然后,检测mRNA N6-甲基腺苷(m6A)以及5甲基胞嘧啶(5mC)润色,别离于比照载体以及甲硫氨酸处置惩罚的Caco-2细胞中鉴定出1,572以及3,302个显著的m6A润色位点,此中共有位点是471个,且于甲硫氨酸处置惩罚组中m6A润色位点数目增长。于比照组以及甲硫氨酸处置惩罚组中别离有69678以及70317个5mC润色位点,且共有位点是39307个。这些润色位点用在计较转录本的m6A以及5mC润色率,甲硫氨酸处置惩罚的细胞中MR增长。甲硫氨酸处置惩罚升高细胞甲基化程度将转录本与基因比对于,计较基因的MR,别离鉴定出900以及2606个基因,且于甲硫氨酸处置惩罚组的细胞中m6A以及5mC润色程度增长。经由过程检索GO数据库,鉴定出m6A(29/900)以及5mC(77/2606)程度增长的节律相干基因。且发明AHCY基因的m6A以及5mC程度增长,已经报导其卵白质产品对于在周期性H3K4三甲基化以及BMAL1向染色质的召募至关主要并促成随后的日夜节律转录勾当。一样,于甲硫氨酸处置惩罚的细胞中也不雅察到AHCY的表达上调。总之,甲硫氨酸可以调治人体肠道细胞的时钟基因表达,增长细胞总体甲基化,对于总体节律相干基因孕育发生重塑作用,此中增长的mRNA甲基化程度以及AHCY基因mRNA的堆集多是一个机制。甲硫氨酸处置惩罚降低细胞活性氧程度据报导,日夜节律紊乱的另外一个主要后果是肠道活性氧的堆集,这是一种致使细胞氧化毁伤以及坏逝世的有害物资。也有报导指出,肠道菌群可能会调治SD引诱的炎症反映以及认知障碍。鉴在甲硫氨酸是一种还原性氨基酸,随后研究了它对于ROS的影响。与比照组比拟,于甲硫氨酸处置惩罚的Caco-2细胞中检测到ROS程度显著降低。然而,对于在三种抗氧化酶,包孕超氧化物歧化酶1(SOD1)、超氧化物歧化酶1(SOD2)以及过氧化氢酶,western成果显示,甲硫氨酸并未显著增长它们的细胞内程度。是以,甲硫氨酸可作为直接抗氧化剂降低细胞活性氧。图1. 具备日夜颠簸辨认的要害肠道菌群代谢物及其对于 Caco-2 细胞的影响增补甲硫氨酸降低SD小鼠的血清皮质酮程度接下来,于睡眠褫夺(SD)小鼠模子中测试了甲硫氨酸的抗氧化活性。设置四个分组:一组具备正常饮食以及睡眠-醒觉周期的比照组,和三组差别饮食甲硫氨酸处置惩罚的SD组,于限定室中举行三天的SD干涉干与。成果显示,只管饮食摄取量增长,但体重显著降落,出格是对于在无Met的SD组。此外,血清皮质酮,一种已经知的日夜节律调治剂,于SD组中显著增长,而甲硫氨酸增补剂降低了血清皮质酮轮回程度,注解甲硫氨酸具备逆转SD引诱的皮质酮增长的潜力。增补甲硫氨酸降低SD小鼠肠道ROS程度经由过程二氢乙锭(DHE)染色阐发肠道ROS程度,成果显示,与正常组比拟,中等Met的SD组的小鼠肠道ROS程度显著增长,与以前的陈诉一致。此外,SD干涉干与后,差别甲硫氨酸程度对于肠道ROS程度影响差别,此中富含Met组的ROS显著降低,而喂食无Met食品的小鼠的ROS程度增长。此外,别离检测肠道、肝脏以及年夜脑的H2O2程度,成果注解,于除了了年夜脑以外的受检构造中,炊事甲硫氨酸的作用模式与小肠中ROS的作用模式相似。是以,甲硫氨酸不管于体外照旧体内均可以作为一种强盛的抗氧化化合物。增补甲硫氨酸降低SD小鼠炎症相干基因表达鉴在SD陈诉的其他有害影响,随后研究了甲硫氨酸的影响。于小鼠小肠、肝脏以及血细胞中举行了转录组测序。成果显示,与正常组比拟,SD组肠道中等Met的一些日夜节律基因的表达增长,包孕Per二、Per3以及Dbp。通路富集阐发注解,SD小鼠的小肠中与日夜节律相干的生物学历程上调。炊事甲硫氨酸限定则致使SD小鼠中与血管舒张相干的基因表达增长,而甲基化的相干基因削减。此外,于轮回血细胞中,无Met的SD组的炎症旌旗灯号显著增长,如细胞对于粒细胞巨噬细胞的反映、趋化因子生物合成历程以及细胞因子生物合成历程。同时,增补甲硫氨酸会下调这些构造中与黏膜免疫反映以及天赋免疫反映等功效相干的基因,这注解甲硫氨酸可能会削减SD引诱的全身炎症,与ROS的中以及作用多是相干的。增补甲硫氨酸改良SD小鼠肠道菌群掉调此外,宏基因组阐发注解SD引诱的肠道菌群掉调,与以前的陈诉一致,其构成以及功效显著转变,包孕一些有利菌,如假长双歧杆菌的品貌显著降低;有害菌,如甲型流感病毒以及Dorea spp增长。此外,潜于有害菌,如鼠乳杆菌,和几种已经知的病原体包孕鼠骨血瘤病毒、小鼠乳腺肿瘤病毒以及肺炎支原体,于无Met的SD组中显著富集。然而,这些菌跟着甲硫氨酸的增补而削减。而有利菌,和Oscillibactersp.1_3的相对于品貌,跟着甲硫氨酸的增补而显著增长中微生物-宿主共生代谢物含量富厚,已经被证实与多种疾病的发生成长及预后紧密亲密相干。麦特绘谱拥有业内强盛的Q600全定量代谢组、Q300全定量代谢组、Q200宏代谢组和菌群相干的16S rDNA测序以及宏基因组等要领,合用在包孕粪便样本于内的多种生物样天职析,并提供代谢组学一站式总体解决方案,独家的检测技能、周全的数据陈诉和专业的售后切磋,助力您的科研摸索之路不停立异以及冲破。详情接待咨询麦特绘谱热线400-867-2686,获取具体资料!