炎癥性腸病的飲食與微生物組連接

關(guān)于影響人類(lèi)炎癥性腸病(IBD)的因素仍然很神秘，但作為關(guān)鍵因素出現(xiàn)的一個(gè)方面是腸道微生物組，即棲息在腸中的微生物的集合。

已知飲食會(huì)深刻影響這種微生物群落，特殊飲食已被用作腸道疾病的治療方法，包括人類(lèi)的克羅恩病。它們也常用于狗，它可以發(fā)展出反映克羅恩病許多特征的慢性腸道疾病。

在雜志上發(fā)表的一項(xiàng)新的研究微生物組，從賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員調(diào)查了飲食處方，腸道微生物，并成功進(jìn)入緩解病情在接受賓夕法尼亞大學(xué)獸醫(yī)的Ryan獸醫(yī)院治療寵物狗之間的連接。他們發(fā)現(xiàn)了微生物組和相關(guān)代謝產(chǎn)物的關(guān)鍵特征，這些特征僅出現(xiàn)在進(jìn)入疾病緩解期的狗身上。一種產(chǎn)生這些化合物的細(xì)菌，稱(chēng)為二級(jí)膽汁酸，可以減輕小鼠模型中的疾病。比較飲食對(duì)狗的微生物組的影響與克羅恩病兒童飲食治療期間的影響，研究小組發(fā)現(xiàn)了顯著的相似性。

“已知腸道內(nèi)的細(xì)菌是影響疾病的重要因素，”該工作的資深作者，賓夕法尼亞大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院助理教授丹尼爾貝廷說(shuō)。“對(duì)于微生物組的快速變化似乎貢獻(xiàn)**的環(huán)境因素就是你吃的東西。鑒于狗的微生物組與人類(lèi)非常相似，我們認(rèn)為這是一個(gè)有趣的模型，'飲食會(huì)影響這種疾病是通過(guò)對(duì)微生物群的影響嗎?'“

要開(kāi)始追求這個(gè)問(wèn)題，需要治療患有犬慢性腸病(CE)的寵物狗群體，這是一種慢性疾病，包括體重減輕和腸道炎癥，腹瀉，偶爾嘔吐，食欲不振，以及慢性復(fù)發(fā)和緩解，正如克羅恩病。該研究涉及53只狗，29只CE在Penn Vet's Ryan獸醫(yī)醫(yī)院接受治療，24名健康對(duì)照。

研究人員在研究開(kāi)始時(shí)和不同時(shí)間收集糞便樣本，因?yàn)椴∪_(kāi)始處方飲食來(lái)治療他們的疾病。利用先進(jìn)的基因測(cè)序技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了糞便中存在的微生物目錄，這是動(dòng)物腸道微生物組的替代品。他們還收集了有關(guān)糞便中存在的代謝產(chǎn)物的信息。

“這為我們提供了微生物組的功能讀數(shù)，”貝廷說(shuō)。“它不僅告訴我們誰(shuí)在那里，而且還告訴我們他們正在做什么。”

29只病犬中有20只迅速進(jìn)入緩解期。基因組和代謝物分析共同揭示了這些狗的特征性變化。特別是那些對(duì)飲食反應(yīng)良好的人往往會(huì)增加被稱(chēng)為二級(jí)膽汁酸的代謝物。當(dāng)腸道中的某些微生物消耗肝臟釋放的膽汁時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生這些。

其中一種可以產(chǎn)生二級(jí)膽汁酸的“好”微生物是細(xì)菌Clostridium hiranonis，研究人員在進(jìn)入緩解期的狗中發(fā)現(xiàn)了更多的這種細(xì)菌。對(duì)飲食反應(yīng)良好的狗在開(kāi)始治療后也有較少的有害細(xì)菌，如大腸桿菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌。

為了更多地了解這些明顯的緩解標(biāo)志物，這個(gè)團(tuán)隊(duì)從狗身上帶走了細(xì)菌 - 無(wú)論是生病還是進(jìn)入緩解期 - 并在實(shí)驗(yàn)室中培育出來(lái)。

“擁有這些生物使我們有機(jī)會(huì)檢驗(yàn)我們關(guān)于實(shí)際導(dǎo)致緩解的假設(shè)，”P(pán)enn Vet的博士后王帥和該研究的**作者說(shuō)。

研究人員發(fā)現(xiàn)二級(jí)膽汁酸與緩解有關(guān)，將它們應(yīng)用于從病犬身上生長(zhǎng)的大腸桿菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌，發(fā)現(xiàn)膽汁酸抑制了它們的生長(zhǎng)。他們還將來(lái)自狗的C. hiranonis給予患有炎癥性腸病的小鼠，以觀察細(xì)菌是否可以在不同的動(dòng)物模型中減少疾病。

“我們觀察到二級(jí)膽汁酸水平穩(wěn)定并減少炎癥，”王說(shuō)。

“這使我們能夠證明，繼發(fā)性膽汁酸和C. hiranonis不僅僅是緩解的生物標(biāo)志物，”Beiting說(shuō)，“它們實(shí)際上可以改變。膽汁酸可以阻止病原體的生長(zhǎng)，而C. hiranonis可以改善腸道健康在老鼠身上。“