Nature.com saýtyna gireniňiz üçin sag boluň. Ulanýan brauzeriňiziň wersiýasynda CSS goldawy çäkli. Iň gowy netijeler üçin brauzeriňiziň täze wersiýasyny ulanmagyňyzy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gatnaşyklyk Režimini öçüriň). Şol bir wagtyň özünde, yzygiderli goldawy üpjün etmek üçin saýty stilizasiýasyz ýa-da JavaScript-siz görkezýäris.
Essential tremoryň (ES) irki diagnozyny goýmak, esasanam sagdyn gözegçilik toparyndan (HC) we Parkinson keselinden (PD) tapawutlandyrylanda kyn bolup biler. Ýakynda içege mikrobiotasynyň we onuň metabolitleriniň nekroz nusgalarynyň seljermesi neýrodegeneratiw keselleriň täze biomarkerlerini açmak üçin täze usullary hödürledi. Içege florasynyň esasy metaboliti hökmünde gysga zynjyrly ýag kislotalary (SCFA) PD-de najasda azalýar. Şeýle-de bolsa, najas SCFA ES-de hiç haçan öwrenilmedi. Biz ES-de SCFA-laryň najas derejesini öwrenmegi, olaryň kliniki alamatlar we içege mikrobiotasy bilen baglanyşygyny bahalandyrmagy we olaryň mümkin bolan diagnostika ukybyny kesgitlemegi maksat edindik. ES-de SCFA we içege mikrobiotasy 37 ES-de, 37 täze PD-de we 35 HC-de ölçeldi. Iç gatamagy, awtonom disfunksiýa we tremoryň agyrlygy ölçegler arkaly bahalandyryldy. Propionatyň, butiratyň we izobutiratyň najas derejesi ES-de HC-den pes boldy. Propion, ýag we izobutyrik kislotalaryň utgaşmasy ET-ni HC-den tapawutlandyrdy, AUC 0.751 (95% CI: 0.634–0.867) boldy. Fekal izowaler turşusy we izobutyrik kislota derejeleri ET-de PD-den pes boldy. Izowaler turşusy we izobutyrik kislota AUC 0.743 (95% CI: 0.629–0.857) bolan ET bilen PD-niň arasyndaky tapawutlary görkezýär. Fekal propionat iç gatama we awtonom disfunksiýa bilen ters baglanyşyklydyr. Izobutir turşusy we izowaler turşusy titreme agyrlygy bilen ters baglanyşyklydyr. Fekal SCFA-nyň möçberiniň azalmagy ET-de Faecalibacterium we Streptobacterium-yň mukdarynyň azalmagy bilen baglanyşyklydyr. Şeýlelik bilen, fekal SCFA-nyň möçberi ET-de azalýar we kliniki keşbiň agyrlygy we içege mikrobiotasyndaky üýtgeşmeler bilen baglanyşyklydyr. Nejesdäki propion turşusy, butir turşusy, izobutyrik turşusy we izowaler turşusy ET üçin potensial diagnostik we differensial diagnostik biomarkerler bolup biler.
Essential tremor (ET), esasan, ýokarky aýaklaryň tremory bilen häsiýetlendirilýän progressiw, dowamly neýrodegeneratiw bozulmadyr, ol kelle, ses perdeleri we aşaky aýaklar ýaly bedeniň beýleki böleklerine hem täsir edip biler 1. ET-niň kliniki alamatlaryna diňe hereket alamatlary däl, eýsem käbir hereketsiz alamatlar, şol sanda aşgazan-içege keselleri hem girýär 2. Essential tremoryň patologiki we fiziologiki aýratynlyklaryny öwrenmek üçin köp sanly barlaglar geçirildi, ýöne aýdyň patofiziologiki mehanizmler anyklanmady 3,4. Soňky barlaglar mikrobiota-içege-beýni okunyň disfunksiýasynyň neýrodegeneratiw kesellere sebäp bolup biljekdigini görkezýär we içege mikrobiotasy bilen neýrodegeneratiw keselleriň arasynda iki ugurly baglanyşygyň bolmagy mümkindigi barada barha köp subutnama bar 5,6. Belli bir ýagdaý, bir hasabatda, fekal mikrobiota transplantasiýasynyň hassada essential tremory we gaharjaň içege sindromyny gowulandyrandygy, bu bolsa içege mikrobiotasy bilen essential tremoryň arasynda ýakyn gatnaşygy görkezip biljekdigini belläp geçýär. Mundan başga-da, biz ET-li hassalarda içege mikrobiotasynda anyk üýtgeşmeleri hem tapdyk, bu bolsa ET8-de içege disbiozynyň möhüm roluny berk goldaýar.
Neýrodegeneratiw kesellerde içege disbiozy barada aýdylanda, PD iň giňden öwrenilen keseldir5. Deňsiz mikrobiota içege geçirijiligini ýokarlandyryp we içege gliasyny işjeňleşdirip, alfa-sinukleinopatiýalara sebäp bolup biler9,10,11. PD we ET käbir üst-üste düşýän häsiýetlere eýedir, mysal üçin ET we PD näsaglarynda titreme ýygylygynyň meňzeşligi, üst-üste düşýän dynç alyş titremesi (PD-de tipiki titreme) we duruş titremesi (köplenç ET näsaglarynda duş gelýär), bu bolsa olary tapawutlandyrmagy kynlaşdyrýar. irki tapgyrlar 12. Şonuň üçin ET we PD-ni tapawutlandyrmak üçin gyssagly peýdaly penjire açmalydyrys. Şu kontekstde, içege disbiozynyň anyk görnüşini we ET-däki metabolit üýtgeşmelerini öwrenmek we olaryň PD-den tapawutlaryny kesgitlemek ET-niň diagnozyny we differensial diagnozyny goýmak üçin potensial biomarkerler bolup biler.
Gysga zynjyrly ýag kislotalary (GZKK) iýmit süýüminiň içege bakteriýalarynyň fermentasiýasy arkaly öndürilýän esasy metabolitlerdir we içege-beýni özara täsirlerinde möhüm rol oýnaýandygy çak edilýär13,14. GZKK-lar ýogyn içege öýjükleri tarapyndan kabul edilýär we portal wena ulgamy arkaly bagra daşalýar we käbir GZKK-lar ulgamlaýyn aýlanyş ulgamyna girýär. GZKK-lar içege böwetiniň bitewüligini saklamakda we içege nemli bardasynda dogabitdi immuniteti ösdürmekde ýerli täsir edýär15. Şeýle hem, olar berk birleşme beloklaryny höweslendirmek we G belok bilen baglanyşykly reseptorlary (GPCR) BBB-den geçmek üçin höweslendirmek arkaly neýronlary işjeňleşdirmek arkaly gan-beýni böwetine (BBB) ​​uzak möhletli täsir edýärler16. Asetat, propionat we butirat ýogyn içegede iň köp duş gelýän GZKK-lardyr. Öňki barlaglar Parkinson keseli bolan näsaglarda sirke, propion we butir kislotalarynyň fekal derejesiniň peselendigini görkezdi17. Şeýle-de bolsa, ET-li näsaglarda fekal GZKK derejeleri hiç haçan öwrenilmedi.
Şeýlelik bilen, biziň gözlegimiz ET bilen kesellän näsaglarda fekal SCFA-daky anyk üýtgeşmeleri we olaryň PD bilen kesellän näsaglardan tapawudyny anyklamaga, fekal SCFA-nyň SCFA-nyň kliniki alamatlary we içege mikrobiotasy bilen baglanyşygyny bahalandyrmaga, şeýle hem fekal nusgalaryň mümkin bolan diagnostika we differensial diagnostika mümkinçiliklerini anyklamaga gönükdirilendir. KZHK. PD-e garşy dermanlar bilen baglanyşykly garyşyk faktorlary çözmek üçin, keseliň gözegçiligi hökmünde täze başlanan Parkinson keseli bilen kesellän näsaglary saýladyk.
37 ET-iň, 37 PD-iň we 35 HC-iň demografik we kliniki häsiýetnamalary 1-nji tablisada jemlenendir. ET-ler, PD-ler we HC-ler ýaş, jynsy we BMI boýunça deňeşdirildi. Üç toparyň hem çilim çekmek, alkogol içmek we kofe we ​​çaý içmek babatda meňzeş paýlary bardy. PD toparynyň Wexner ballary (P = 0.004) we HAMD-17 ballary (P = 0.001) HC toparynyňkydan ýokarydy, ET toparynyň HAMA ballary (P = 0.011) we HAMD-17 ballary (P = 0.011) bolsa HC toparynyňkydan ýokarydy. ET toparynda keseliň gidişi PD toparyna garanyňda has uzakdy (P<0.001).
Najasdaky propion turşusynyň (P = 0.023), sirke turşusynyň (P = 0.039), ýag turşusynyň (P = 0.020), izowaler turşusynyň (P = 0.045) we izobutyrik turşusynyň (P = 0.015) najasdaky derejelerinde düýpli tapawutlar bardy. . Post-hoc seljermesinde, ET toparynda propion turşusynyň (P = 0.023), ýag turşusynyň (P = 0.007) we izobutyrik turşusynyň (P = 0.040) derejeleri HC toparyndakydan ep-esli pes boldy. ET-li näsaglarda PD-li näsaglara garanyňda izowalerat (P = 0.014) we izobutyrat (P = 0.005) derejesi pes boldy. Mundan başga-da, PD-li näsaglarda fekal propion turşusynyň (P = 0,013), sirke turşusynyň (P = 0,016) we butir turşusynyň (P = 0,041) derejesi KK-li näsaglara garanyňda pes boldy (1-nji surat we 1-nji goşmaça tablisa).
ag degişlilikde propion turşusynyň, sirke turşusynyň, ýag turşusynyň, izowaler turşusynyň, waler turşusynyň, kapron turşusynyň we izobutyrik turşusynyň toparlaýyn deňeşdirmesini görkezýär. Üç toparyň arasynda fekal propion turşusynyň, sirke turşusynyň, ýag turşusynyň, izowaler turşusynyň we izobutyrik turşusynyň derejesinde düýpli tapawutlar bardy. ET esasy tremor, Parkinson keseli, sagdyn HC gözegçiligi, SCFA. Esasy tapawutlar *P < 0.05 we **P < 0.01 bilen görkezilýär.
ET topary bilen PD toparynyň arasyndaky keseliň gidişiniň tapawudyny göz öňünde tutup, biz has giňişleýin deňeşdirmek üçin irki PD-li 33 hassany we ET-li 16 hassany (keseliň gidişi ≤3 ýyl) synagdan geçirdik (Goşmaça tablisa 2). Netijeler ET-niň fekal propion turşusynyň mukdarynyň HA-dan ep-esli pesdigini görkezdi (P=0,015). Butir turşusy we izobutyrik turşusy üçin ET bilen HC arasyndaky tapawut möhüm däldi, ýöne meýil henizem synaldy (P = 0,082). ET-li hassalarda fekal izobutyrat derejesi PD-li hassalara garanyňda ep-esli pesdi (P = 0,030). Izowaler turşusynyň ET bilen PD arasyndaky tapawut möhüm däldi, ýöne meýil henizem bardy (P = 0,084). Propion turşusy (P = 0.023), sirke turşusy (P = 0.020) we ýag turşusy (P = 0.044) PD hassalarynda HC hassalaryna garanyňda ep-esli pes boldy. Bu netijeler (Goşmaça 1-nji surat), umuman, esasy netijeler bilen gabat gelýär. Umumy nusga bilen irki hassalaryň kiçi toparynyň arasyndaky netijelerdäki tapawut kiçi topardaky nusganyň kiçi bolmagy bilen baglanyşykly bolup biler, bu bolsa maglumatlaryň statistik güýjüniň pes bolmagyna getirýär.
Soňra biz fekal SCFA derejeleriniň ET bilen kesellän näsaglary CU ýa-da PD bilen kesellän näsaglardan tapawutlandyryp biljekdigini barladyk. ROC analizine görä, propionat derejesiniň AUC-daky tapawut 0,668 boldy (95% CI: 0,538-0,797), bu bolsa ET bilen kesellän näsaglary HC-den tapawutlandyrmaga mümkinçilik berdi. ET we GC bilen kesellän näsaglary AUC-i 0,685 bolan butirat derejeleri arkaly tapawutlandyryp bolýar (95% CI: 0,556–0,814). Izobutir turşusy derejelerindäki tapawutlar ET bilen kesellän näsaglary AUC-i 0,655 bolan HC-den tapawutlandyryp biler (95% CI: 0,525–0,786). Propionat, butirat we izobutirat derejelerini birleşdirende, duýgurlygy 74,3% we spesifikligi 72,9% bolan 0,751 (95% CI: 0,634–0,867) ýokary AUC alyndy (2a-njy surat). ET we PD näsaglaryny tapawutlandyrmak üçin, izowaler turşusynyň derejeleri üçin AUC 0,700 (95% CI: 0,579–0,822) we izobutir turşusynyň derejeleri üçin 0,718 (95% CI: 0,599–0,836) boldy. Izowaler turşusynyň we izobutir turşusynyň derejeleriniň utgaşmasynda AUC 0,743 (95% CI: 0,629–0,857) ýokary, duýgurlygy 74,3% we spesifikligi 62,9% boldy (2b-nji surat). Mundan başga-da, Parkinson keseli bolan näsaglaryň najaslaryndaky SCFA derejesiniň gözegçilik toparyndan tapawutlanýandygyny ýa-da tapawutlanmaýandygyny barladyk. ROC analizine görä, propion turşusy derejesindäki tapawutlara esaslanyp, PD-li näsaglary kesgitlemek üçin AUC 0.687 (95% CI: 0.559-0.814) boldy, duýgurlygy 68.6% we anyklygy 68.7% boldy. Asetat derejesindäki tapawutlar PD näsaglaryny AUC 0.674 (95% CI: 0.542–0.805) bolan HC-lerden tapawutlandyryp biler. PD-li näsaglary CU-dan diňe AUC 0.651 (95% CI: 0.515–0.787) bolan butirat derejesi bilen tapawutlandyryp bolýar. Propionat, asetat we butirat derejelerini birleşdirende, AUC 0.682 (95% CI: 0.553–0.811) alyndy (2c-nji surat).
Rus Ortodoks Kilisesiniň ET we HC-e garşy diskriminasiýa edilmegi; b Rus Ortodoks Kilisesiniň ET we PD-e garşy diskriminasiýa edilmegi; c ROC-nyň PD we HC-e garşy diskriminasiýa edilmegi. ET esasy titremesi, Parkinson keseli, sagdyn HC gözegçiligi, SCFA.
ET bilen kesellän näsaglarda, fekal izobutirik kislotanyň derejesi FTM ballary bilen negatiw baglanyşyklydy (r = -0.349, P = 0.034), fekal izowaler kislotasynyň derejesi bolsa FTM ballary bilen negatiw baglanyşyklydy (r = -0.421, P = 0.001) we TETRAS ballary bilen negatiw baglanyşyklydy. (r = -0.382, P = 0.020). ET we PD bilen kesellän näsaglarda, fekal propionat derejesi SCOPA-AUT ballary bilen negatiw baglanyşyklydy (r = −0.236, P = 0.043) (3-nji surat we Goşmaça 3-nji tablisa). ET toparynda (P ≥ 0.161) ýa-da PD toparynda (P ≥ 0.246) keseliň gidişi bilen SCFA arasynda möhüm baglanyşyk ýokdy (Goşmaça 4-nji tablisa). PD-li näsaglarda fekal kapron turşusynyň derejesi MDS-UPDRS ballary bilen oňyn baglanyşyklydy (r = 0.335, P = 0.042). Ähli gatnaşyjylarda fekal propionat (r = −0.230, P = 0.016) we asetat (r = −0.210, P = 0.029) derejeleri Wexner ballary bilen negatiw baglanyşyklydy (3-nji surat we Goşmaça 3-nji tablisa).
Içki izobutirik kislotasynyň derejesi FTM ballary bilen negatiw, izowaler kislotasy FTM we TETRAS ballary bilen negatiw, propion kislotasy SCOPA-AUT ballary bilen negatiw, kapron kislotasy MDS-UPDRS ballary bilen oňyn we propion kislotasy FTM we TETRAS ballary bilen negatiw baglanyşykly boldy. TETRAS we sirke kislotasy Wexner ballary bilen negatiw baglanyşykly boldy. MDS-UPDRS Assosiasiýasynyň maliýeleşdirýän Birleşdirilen Parkinson keseliniň bahalandyrma şkalasynyň wersiýasy, Mini-Psihiki ýagdaý barlagy MMSE, Hamilton Depressiýa bahalandyrma şkalasy HAMD-17, 17 element, Hamilton howsala bahalandyrma şkalasy HAMA, HY Hoehn we Yahr tapgyrlary, SCFA, SCOPA – AUT Parkinson keseliniň awtonom alamatlarynyň netijeleriniň şkalasy, FTM Fana-Tolosa-Marin kliniki titreme bahalandyrma şkalasy, TETRAS ylmy-barlag toparynyň (TRG) esasy titreme bahalandyrma şkalasy. Esasy tapawutlar *P < 0.05 we **P < 0.01 bilen görkezilýär.
Biz LEfSE analizini ulanyp, içege mikrobiotasynyň diskriminasiýa häsiýetini has-da öwrendik we mundan beýläk analiz üçin urugyň deňeşdirme mukdarynyň maglumat derejesini saýladyk. ET bilen HC-niň we ET bilen PD-niň arasynda deňeşdirmeler geçirildi. Soňra iki deňeşdirme toparynda içege mikrobiotasynyň we fekal SCFA derejeleriniň deňeşdirme mukdary boýunça Spearman korrelasiýa analizi geçirildi.
ET we CA analizinde Faecalibacterium (ýag ​​turşusy bilen baglanyşykly, r = 0.408, P < 0.001), Lactobacillus (ýag ​​turşusy bilen baglanyşykly, r = 0.283, P = 0.016), Streptobacterium (propion turşusy bilen baglanyşykly, r = 0.327) bardy. , P = 0.005; ýag turşusy bilen baglanyşykly, r = 0.374, P = 0.001; izobutyrik kislota bilen baglanyşykly, r = 0.329, P = 0.005), Howardella (propion kislotasy bilen baglanyşykly, r = 0.242, P = 0.041), Raoultella (propionat bilen baglanyşykly, r = 0.249, P = 0.035) we Candidatus Arthromitus (izobutirik kislotasy bilen baglanyşykly, r = 0.302, P = 0.010) ET-de peselendigi we fekal SCFA derejeleri bilen oňyn baglanyşyklydygy anyklandy. Şeýle-de bolsa, Stenotropomonas-yň sany ET-de artdy we fekal izobutyrat derejeleri bilen negatiw baglanyşykly boldy (r = -0.250, P = 0.034). FDR sazlanyşyndan soň, diňe Faecalibacterium, Catenibacter we SCFA arasyndaky baglanyşyklar möhüm bolup galdy (P ≤ 0.045) (4-nji surat we Goşmaça 5-nji tablisa).
ET we HC-niň korrelýasiýa seljermesi. FDR sazlanyşyndan soň, ET-de Faecalibacterium (butirat bilen oňyn baglanyşykly) we Streptobacterium-yň (propionat, butirat we izobutirat bilen oňyn baglanyşykly) mukdarynyň azalandygy we fekal SCFA derejeleri bilen oňyn baglanyşyklydygy anyklandy. b ET we PD-niň korrelýasiýa seljermesi. FDR sazlanyşyndan soň, möhüm baglanyşyk tapylmady. ET esasy titreme, Parkinson keseli, sagdyn HC gözegçiligi, SCFA. Esasy tapawutlar *P < 0.05 we **P < 0.01 bilen görkezilýär.
ET bilen PD-ni deňeşdirende, Clostridium trichophyton-yň ET-de köpelendigi we fekal izowaler turşusy (r = -0.238, P = 0.041) we izobutyrik turşusy (r = -0.257, P = 0.027) bilen baglanyşyklydygy anyklandy. ). FDR düzedilenden soň, olaryň ikisi hem möhüm derejede galdy (P≥0.295) (4-nji surat we Goşmaça 5-nji tablisa).
Bu gözleg, ET bilen kesellän näsaglarda içege mikrobiotasyndaky üýtgeşmeler we alamatlaryň agyrlygy bilen CU we PD bilen kesellän näsaglar bilen deňeşdirilende, fekal SCFA derejelerini öwrenýän we olary içege mikrobiotasyndaky üýtgeşmeler we alamatlaryň agyrlygy bilen baglanyşdyrýan giňişleýin gözlegdir. Biz ET bilen kesellän näsaglarda fekal SCFA derejesiniň peselendigini we onuň kliniki agyrlyk we içege mikrobiotasyndaky aýratyn üýtgeşmeler bilen baglanyşyklydygyny anykladyk. Nejasatdaky gysga zynjyrly ýag kislotalarynyň (SCFA) toplanan derejeleri ET-ni GC we PD-den tapawutlandyrýar.
GC näsaglary bilen deňeşdirilende, ET näsaglarynda propion, butir we izobutyrik kislotalaryň fekal derejesi pes. Propion, butir we izobutyrik kislotalaryň utgaşmasy ET we HC-ni AUC 0.751 (95% CI: 0.634–0.867), duýgurlygy 74.3% we spesifikligi 72.9% bilen tapawutlandyryp biler, bu bolsa olaryň ET üçin diagnostiki biomarker hökmünde mümkin bolan rol hökmünde ulanylmagyny görkezýär. Mundan beýläkki seljermeler fekal propion kislotasynyň derejesiniň Wexner ballary we SCOPA-AUT ballary bilen ters baglanyşyklydygyny görkezdi. Fekal izobutyrik kislotasynyň derejesi FTM ballary bilen ters baglanyşyklydy. Beýleki tarapdan, ET-de butirat derejesiniň peselmegi SCFA öndürýän mikrobiota, Faecalibacterium we Categorybacter-iň mukdarynyň peselmegi bilen baglanyşyklydy. Mundan başga-da, ET-de Katenibacter mukdarynyň peselmegi fekal propion we izobutyrik kislotasynyň derejeleriniň peselmegi bilen hem baglanyşyklydy.
Ýogyn içegäniň öndürilýän köp sanly SCFA-lary kolonositler tarapyndan esasan H+-garaşly ýa-da natriý-garaşly monokarboksilat daşaýjylary arkaly kabul edilýär. Siňdirilen gysga zynjyrly ýag kislotalary kolonositler üçin energiýa çeşmesi hökmünde ulanylýar, kolonositlerde metabolizlenmeýänleri bolsa portal aýlanyşygyna daşalýar 18. SCFA-lar içege hereketine täsir edip, içege päsgelçilik funksiýasyny güýçlendirip we eýe metabolizmine we immunitetine täsir edip biler19. Öň butiratyň, asetatyň we propionatyň fekal konsentrasiýasynyň PD näsaglarynda HCs17 bilen deňeşdirilende azalandygy anyklandy, bu bolsa biziň netijelerimize laýyk gelýär. Biziň gözlegimiz ET näsaglarynda SCFA-nyň azalandygyny görkezdi, ýöne SCFA-nyň ET-niň patologiýasyndaky roly barada az zat mälim. Butirat we propionat GPCR-lere baglanyp, MAPK we NF-κB20 signallaşdyrmasy ýaly GPCR-garaşly signallaşdyrmaga täsir edip biler. Içege-beýni okunyň esasy konsepsiýasy, içege mikroblary tarapyndan bölünip çykarylýan SCFA-laryň eýe signallaşdyrmasyna täsir edip, şeýdip içege we beýni işine täsir edip biljekdigidir. Butirat we propionat giston deasetilaza (HDAC) işjeňligine güýçli päsgel beriji täsir edýändigi üçin21 we butirat transkripsiýa faktorlary üçin ligand hökmünde hem hereket edip bilýändigi üçin, olar, esasan hem, gen düzgünleşdirilmegine täsir edýändigi üçin22, eýe metabolizmine, differensiasiýa we köpelmege giňden täsir edýär. SCFA we neýrodegeneratiw kesellerden alnan subutnamalara esaslanyp, butirat HDAC işjeňliginiň bozulmagyny düzetmek ukyby sebäpli terapewtiki kandidat hasaplanýar, bu bolsa PD23,24,25-de dopaminergik neýron ölümine araçylyk edip biler. Haýwanlar boýunça geçirilen barlaglar butir turşusynyň dopaminergik neýron degenerasiýasynyň öňüni almak we PD modellerinde hereket bozulmalaryny gowulandyrmak ukybyny hem görkezdi26,27. Propion turşusynyň iltihaply jogaplary çäklendirýändigi we BBB-niň bitewüligini goraýandygy anyklandy28,29. Barlaglar propion turşusynyň PD modellerinde 30 rotenon toksikligine jogap hökmünde dopaminergik neýronlaryň ýaşamagyny höweslendirýändigini we propion turşusynyň agyz arkaly kabul edilmeginiň PD 31 bolan syçanlarda dopaminergik neýron ýitgisini we hereket ýetmezçiliklerini halas edýändigini görkezdi. Izobutir turşusynyň funksiýasy barada az zat mälim. Şeýle-de bolsa, ýakynda geçirilen bir gözlegde B. ovale bilen syçanlaryň kolonizasiýa edilmeginiň içege SCFA-nyň (asetat, propionat, izobutirat we izowalerat goşmak bilen) we içege GABA konsentrasiýasyny ýokarlandyrandygy anyklandy, bu bolsa içege mikrobiotasy bilen içege SCFA-nyň konsentrasiýalarynyň arasynda baglanyşygyň döredilendigini görkezýär. neýromediatorlaryň32. ET üçin kiçi beýnidäki anomal patologiki üýtgeşmeler Purkinje öýjükleriniň aksonlarynda we dendritlerinde üýtgeşmeleri, Purkinje öýjükleriniň süýşmegini we ýitmegini, sebet öýjükleriniň aksonlaryndaky üýtgeşmeleri we Purkinje öýjüklerine ýokary süýümli baglanyşyklardaky anomaliýalary öz içine alýar, bu bolsa kiçi beýniden GABAergik önümçiliginiň azalmagyna getirýär3,4,33. SCFA-laryň Purkinje öýjükleriniň neýrodegenerasiýasyna we kiçi beýni GABA önümçiliginiň azalmagyna baglydygy ýa-da däldigi belli däl bolmagynda galýar. Biziň netijelerimiz SCFA bilen ET arasynda ýakyn gatnaşygy görkezýär; ýöne, kese-kesiş gözleg dizaýny SCFA bilen ET kesel prosesiniň arasyndaky sebäp-netijeli baglanyşyk barada hiç hili netijä gelmäge mümkinçilik bermeýär. Najasly SCFA-laryň yzygiderli ölçeglerini, şeýle hem mehanizmleri öwrenýän haýwanlardaky barlaglary öz içine alýan dowamly gözegçilik barlaglary zerurdyr.
SCFA-laryň ýogyn içegäniň ýumşak myşsalarynyň ýygrylmasyny höweslendirýändigi çak edilýär34. SCFA-nyň ýetmezçiligi iç gatama alamatlaryny has-da ýaramazlaşdyrar we SCFA-nyň goşmaça ulanylmagy iç gatama alamatlaryny gowulaşdyryp biler35. Netijelerimiz şeýle hem ET bilen kesellän näsaglarda fekal SCFA-nyň azalmagy bilen iç gatamasynyň ýokarlanmagy we awtonom disfunksiýanyň arasynda möhüm baglanyşygy görkezýär. Bir ýagdaý hasabatynda mikrobiota transplantasiýasynyň 7-nji näsagda esasy tremory we gaharjaň içege sindromyny gowulandyrandygy, bu bolsa içege mikrobiotasy bilen ET-niň arasyndaky ýakyn gatnaşygy has-da görkezýär. Şonuň üçin, biz fekal SCFA-nyň/mikrobiotanyň eýe içege hereketine we awtonom nerw ulgamynyň işine täsir edip biljekdigine ynanýarys.
Barlagda ET-de fekal SCFA-laryň derejesiniň peselmeginiň Faecalibacterium-yň (butirat bilen baglanyşykly) we Streptobacterium-yň (propionat, butirat we izobutirat bilen baglanyşykly) mukdarynyň azalmagy bilen baglanyşyklydygy anyklandy. FDR düzedişinden soň, bu gatnaşyk möhüm bolmagynda galýar. Faecalibacterium we Streptobacterium SCFA öndürýän mikroorganizmlerdir. Faecalibacterium-yň butirat öndürýän mikroorganizmdigi mälimdir36, Katenibacter fermentasiýasynyň esasy önümleri bolsa asetat, butirat we süýt turşusydyr37. Faecalibacterium ET we HC toparlarynyň 100%-inde ýüze çykaryldy; ET toparynyň ortaça deňeşdirme mukdary 2,06% we HC toparynyňky 3,28% boldy (LDA 3,870). Kategoriýa bakteriýa HC toparynyň 21,6% -inde (8/37) we ET toparynyň diňe 1 nusgasynda (1/35) ýüze çykaryldy. ET-de streptobakteriýalaryň azalmagy we anyklanmazlygy hem keseliň patogenligi bilen baglanyşyklydygyny görkezip biler. HC toparynda Katenibacter görnüşleriniň ortaça deňeşdirme mukdary 0,07% boldy (LDA 2.129). Mundan başga-da, süýt turşusy bakteriýalary fekal butiratdaky üýtgeşmeler bilen baglanyşyklydy (FDR sazlanyşyndan soň P=0,016, P=0,096) we artrit kandidaty izobutiratdaky üýtgeşmeler bilen baglanyşyklydy (FDR sazlanyşyndan soň P=0,016, P=0,072). FDR düzedilişinden soň, diňe özara baglanyşyklylyk meýli galýar, bu bolsa statistik taýdan ähmiýetli däl. Laktobakteriýalaryň SCFA (sirke turşusy, propion turşusy, izobutir turşusy, butir turşusy) öndürijileri hökmünde hem bellidir 38 we Candidatus Arthromitus T kömekçi 17 (Th17) öýjük differensiasiýasynyň ýörite induktorydyr, Th1/2 we Tregs immun deňagramlylygy bilen baglanyşyklydyr /Th1739. . Ýakynda geçirilen bir gözlegde fekal psewdoartritiň ýokary derejesiniň ýogyn içegäniň iltihablanmagyna, içege päsgelçilikleriniň disfunksiýasyna we ulgamlaýyn iltihablanmaga sebäp bolup biljekdigi aýdylýar 40. PD bilen deňeşdirilende ET-de Clostridium trichophyton köpeldi. Clostridium trichoides mukdarynyň izowaler turşusy we izobutyrik turşusy bilen negatiw baglanyşyklydygy anyklandy. FDR düzedilenden soň, ikisi hem möhüm derejede galdy (P≥0.295). Clostridium pilosum iltihablanma bilen baglanyşyklydygy we içege päsgelçilikleriniň disfunksiýasyna sebäp bolup biljekdigi mälim bolan bakteriýadyr 41. Öňki gözlegimizde ET8 bilen kesellän näsaglaryň içege mikrobiotasyndaky üýtgeşmeler barada habar berildi. Bu ýerde biz ET-de SCFA-lardaky üýtgeşmeleri hem habar berýäris we içege disbiozy bilen SCFA-lardaky üýtgeşmeleriň arasyndaky baglanyşygy anyklaýarys. SCFA derejesiniň peselmegi içege disbiozy we ET-de titreme derejesi bilen ýakyndan baglanyşyklydyr. Netijelerimiz içege-beýni okunyň ET-niň patogenezinde möhüm rol oýnap biljekdigini görkezýär, ýöne haýwan modellerinde mundan beýläk-de gözleg geçirmek zerurdyr.
PD-li näsaglar bilen deňeşdirilende, ET-li näsaglaryň hapasynda izowalerian we izobutyrik kislotalaryň derejesi pes. Izowalerian kislotasynyň we izobutyrik kislotasynyň utgaşmasy PD-de ET-ni AUC 0.743 (95% CI: 0.629–0.857), duýgurlygy 74.3% we spesifikligi 62.9% bolan ýagdaýda ýüze çykardy, bu bolsa olaryň ET-niň differensial diagnozynda biomarker hökmünde mümkin bolan roluny görkezýär. . Hapadaky izowalerian kislotasynyň derejesi FTM we TETRAS ballary bilen ters baglanyşyklydy. Hapadaky izobutyrik kislotasynyň derejesi FTM ballary bilen ters baglanyşyklydy. Izobutirik kislotasynyň derejesiniň peselmegi katobakteriýalaryň mukdarynyň azalmagy bilen baglanyşyklydy. Izobutirik kislotasynyň we izobutyrik kislotasynyň funksiýalary barada az zat mälim. Öňki bir gözlegde Bacteroides ovale bilen syçanlaryň kolonizasiýa edilmeginiň içege SCFA-nyň (asetat, propionat, izobutirat we izowalerat bilen birlikde) we içege GABA konsentrasiýalarynyň ýokarlanandygy görkezildi, bu bolsa mikrobiota bilen içege SCFA/neýromediator konsentrasiýalarynyň arasyndaky içege baglanyşygyny görkezýär32. Gyzykly tarapy, syn edilen izobutirik turşusynyň derejeleri PD we HC toparlarynda meňzeşdi, ýöne ET we PD (ýa-da HC) toparlarynda tapawutlanýardy. Izobutirik turşusy ET we PD-ni AUC 0.718 (95% CI: 0.599–0.836) bilen tapawutlandyryp bilýärdi we ET we NC-ni AUC 0.655 (95% CI: 0.525–0.786) bilen kesgitläp bilýärdi. Mundan başga-da, izobutirik turşusynyň derejesi titreme agyrlygy bilen baglanyşykly bolup, onuň ET bilen baglanyşygyny has-da güýçlendirýär. Agzyň içine kabul edilýän izobutirik turşusynyň ET bilen kesellän näsaglarda titreme agyrlygyny azaldyp biljekdigi baradaky sorag has giňişleýin öwrenilmäge mynasypdyr.
Şeýlelik bilen, ET bilen kesellän näsaglarda fekal SCFA-nyň mukdary azalýar we ET-niň kliniki agyrlygy we içege mikrobiotasyndaky aýratyn üýtgeşmeler bilen baglanyşyklydyr. Fekal propionat, butirat we izobutirat ET üçin diagnostiki biomarkerler bolup biler, izobutirat we izowalerat bolsa ET üçin tapawutly diagnostiki biomarkerler bolup biler. Fekal izobutiratdaky üýtgeşmeler beýleki SCFA-lardaky üýtgeşmelere garanyňda ET üçin has aýratyn bolup biler.
Biziň gözlegimiziň birnäçe çäklendirmeleri bar. Birinjiden, iýmitleniş nusgalary we iýmit islegleri mikrobiota ekspresiýasyna täsir edip biler, dürli ilatlarda has uly gözleg nusgalary gerek we geljekki gözlegler iýmit ýygylygy boýunça soragnamalar ýaly giňişleýin we ulgamlaýyn iýmitleniş barlaglaryny girizmeli. Ikinjiden, kesişen gözleg dizaýny SCFA-lar bilen ET-niň ösüşi arasyndaky sebäp-netijeli baglanyşyk barada islendik netijäni çykarmaga mümkinçilik bermeýär. Içki SCFA-laryň yzygiderli ölçegleri bilen mundan beýläk-de uzak möhletli gözegçilik barlaglary gerek. Üçünjiden, içki SCFA derejeleriniň diagnostika we differensial diagnostika mümkinçilikleri ET, HC we PD-den garaşsyz nusgalar arkaly tassyklanmaly. Geljekde has garaşsyz içki nusgalary synagdan geçirilmelidir. Ahyrsoňy, biziň kohortamyzdaky PD-li näsaglarda ET-li näsaglara garanyňda kesel dowamlylygy has gysga boldy. Biz esasan ET, PD we HC-ni ýaş, jynsy we BMI boýunça deňeşdirdik. ET topary bilen PD toparynyň arasyndaky keseliň gidişiniň tapawudyny göz öňünde tutup, biz has giňişleýin deňeşdirmek üçin irki PD-li 33 näsagy we ET-li 16 näsagy (kesel dowamlylygy ≤3 ýyl) öwrendik. SCFA-daky toparlar arasyndaky tapawutlar, umuman, biziň esasy maglumatlarymyza gabat gelýärdi. Mundan başga-da, keseliň dowamlylygy bilen SCFA-daky üýtgeşmeleriň arasynda hiç hili baglanyşyk tapmadyk. Şeýle-de bolsa, geljekde has uly nusgada tassyklamany tamamlamak üçin PD we ET bilen kesellän näsaglary irki tapgyrda, keseliň dowamlylygy gysga bolan wagtynda işe almak has gowy bolardy.
Barlag protokoly Şanhaý Jiao Tong uniwersitetiniň lukmançylyk mekdebine (RHEC2018-243) degişli Ruijin hassahanasynyň etika komiteti tarapyndan tassyklanyldy. Ähli gatnaşyjylardan ýazmaça maglumatly razylyk alyndy.
2019-njy ýylyň ýanwaryndan 2022-nji ýylyň dekabryna çenli bu gözlege Şanhaý Jiao Tong uniwersitetiniň lukmançylyk fakultetine degişli Ruijin hassahanasynyň Hereket bozulmalary merkeziniň klinikasyndan 109 adam (37 ET, 37 PD we 35 HC) gatnaşdy. Kriteriýalar: (1) ýaşy 25–85 ýaş aralygynda, (2) ET bilen kesellän näsaglara MDS iş toparynyň kriteriýalaryna 42 laýyklykda we PD MDS kriteriýalaryna 43 laýyklykda anyklanyldy, (3) ähli näsaglar oturgyçdan öň PD-e garşy dermanlary kabul etmeýärdiler. (4) ET topary oturgyçdan öň diňe β-blokerleri kabul etdi ýa-da degişli dermanlary kabul etmedi. Ýaşyna, jynsyna we beden massa indeksine (BMI) laýyk gelýän HC-ler hem saýlandy. Çykarmak şertleri şu aşakdakylardy: (1) wegetarianlar, (2) ýaramaz iýmitlenme, (3) aşgazan-içege ulgamynyň dowamly keselleri (şol sanda içegeleriň çişme keselleri, aşgazan ýa-da on iki barmak içegäniň ýarasy), (4) agyr dowamly keseller (şol sanda howply şişler), ýürek ýetmezçiligi, böwrek ýetmezçiligi, gematologiki keseller) (5) Aşgazan-içege ulgamynyň uly operasiýalarynyň geçmişi, (6) Ýogurtyň dowamly ýa-da yzygiderli sarp edilmegi, (7) 1 aýlap islendik probiotikleri ýa-da antibiotikleri ulanmak, (8) Kortikosteroidleriň, proton nasosynyň ingibitorlarynyň, statinleriň, metforminiň, immunosupressantlaryň ýa-da rak garşy dermanlaryň dowamly ulanylmagy we (9) kliniki synaglara päsgel berýän agyr kognitiw bozulmalar.
Ähli gatnaşyjylar BMI hasaplamak üçin lukmançylyk taryhyny, agramyny we boýyny maglumatlaryny berdiler we newrologik barlagdan we Hamilton howsala bahalandyrma şkalasy (HAMA) 44 howsala baly, Hamilton Depressiýa bahalandyrma şkalasy-17 baly (HAMD-17) 45 ýaly kliniki bahalandyrmadan geçdiler. depressiýa, iç gatamagyň agyrlygy Wexner iç gatama şkalasy 46 we Bristol taburet şkalasy 47 ulanylyp, kognitiw işjeňlik bolsa Mini-Akyl ýagdaýy barlagy (MMSE) 48 ulanylyp kesgitlenildi. Parkinson keseliniň awtonom alamatlaryny bahalandyrmak üçin şkala (SCOPA-AUT) 49 ET we PD bilen kesellän näsaglarda awtonom disfunksiýany barlady. Fan-Tolos-Marin kliniki titreme bahalandyrma şkalasy (FTM) we Essential titreme bahalandyrma şkalasy (TETRAS) 50 ET bilen kesellän näsaglarda titreme barlag topary (TRG) 50 barlandy; Birleşen Parkinson keseli assosiasiýasy tarapyndan maliýeleşdirilýän Kinson keseliniň bahalandyrma şkalasy (MDS-UPDRS) 51-nji wersiýasy we Hoehn we Yahr (HY) 52-nji derejesi barlandy.
Her bir gatnaşyjydan irden najas ýygnaýan gap ulanyp, najas nusgasyny ýygnamagy haýyş edildi. Gaplary buza geçirip, gaýtadan işlemezden öň -80°C temperaturada saklaň. SCFA analizi Tiangene Biotechnology (Shanghai) Co., Ltd kompaniýasynyň adaty işlerine laýyklykda geçirildi. Her bir gatnaşyjydan 400 mg täze najas nusgalary ýygnaldy we üwelenden we öňünden ultrasonikadan soň SCFA-lar arkaly seljerildi. Najasdaky saýlanan SCFA-lar gaz hromatografiýasy-mass spektrometriýasy (GC-MS) we suwuk hromatografiýasy-tandem MS (LC-MS/MS) arkaly seljerildi.
DNK 200 mg nusgalardan önüm öndürijiň görkezmelerine laýyklykda QIAamp® Fast DNA Stool Mini Kit (QIAGEN, Hilden, Germaniýa) ulanylyp alyndy. Mikrob düzümi V3-V4 sebitini güýçlendirmek arkaly 16 S rRNA genini najasdan bölünip alnan DNK-da yzygiderlik bilen kesgitlemek arkaly kesgitlenildi. Nusgany 1,2% agaroza gelinde geçirip, DNK-ny barlaň. 16S rRNA geniniň polimeraza zynjyr reaksiýasy (PCR) arkaly güýçlendirilmegi uniwersal bakteriýa praýmerlerini (357 F we 806 R) we Novaseq platformasynda gurlan iki basgançakly amplikon kitaphanasyny ulanmak arkaly amala aşyryldy.
Üznüksiz üýtgeýänler ortaça ± standart çykgyt hökmünde, kategoriýa üýtgeýänler bolsa sanlar we göterimler hökmünde görkezilýär. Dispersiýalaryň birmeňzeşligini barlamak üçin Leweniň synagyny ulandyk. Deňeşdirmeler, eger üýtgeýänler normal paýlanan bolsa, iki guýrukly t synaglary ýa-da dispersiýa analizi (ANOVA) we normallyk ýa-da gomoskedastiklik çaklamalary bozulan bolsa, parametrik däl Mann-Whitney U synaglary arkaly geçirildi. Modeliň diagnostika işini kesgitlemek we SCFA-nyň ET bilen kesellän hassalary HC ýa-da PD bilen kesellän hassalardan tapawutlandyrmak ukybyny barlamak üçin kabul edijiniň iş häsiýetnamasynyň (ROC) egrisiniň aşagyndaky meýdany (AUC) ulandyk. SCFA bilen kliniki agyrlygyň arasyndaky baglanyşygy barlamak üçin biz Spearman korrelasiýa analizini ulandyk. Statistik analiz SPSS programma üpjünçiligini (22.0 wersiýasy; SPSS Inc., Çikago, IL) ulanyp, ähmiýetlilik derejesi (P gymmaty we FDR-P bilen birlikde) 0.05 (iki taraply) hökmünde kesgitlenildi.
16 S yzygiderlikleri Trimmomatic (0.35 wersiýasy), Flash (1.2.11 wersiýasy), UPARSE (v8.1.1756 wersiýasy), mothur (1.33.3 wersiýasy) we R (3.6.3 wersiýasy) programma üpjünçiliginiň utgaşmasy arkaly seljerildi. Çig 16S rRNA gen maglumatlary 97% deňligi bolan operatiw taksonomiki birlikleri (OTU) döretmek üçin UPARSE arkaly işlenildi. Taksonomiýalar Silva 128-i salgylanma maglumat bazasy hökmünde ulanyp görkezildi. Goşmaça seljerme üçin deňeşdirme bolçulyk maglumatlarynyň umumy derejesi saýlanyldy. α bosagasy 0.05 we täsir bosagasy 2.0 bolan toparlaryň (ET vs. HC, ET vs. PD) arasyndaky deňeşdirmeler üçin çyzykly diskriminant analiz (LDA) täsir ölçegleriniň analizi (LEfSE) ulanyldy. LEfSE analizi bilen kesgitlenen diskriminant jynslar SCFA-nyň Spearman korrelasiýa analizi üçin has giňişleýin ulanyldy.
Barlag dizaýny barada has giňişleýin maglumat üçin şu makala bilen baglanyşykly Tebigy barlag hasabatynyň gysgaça mazmunyna serediň.
Çig 16S yzygiderlik maglumatlary Milli Biotehnologiýa Maglumat Merkeziniň (NCBI) BioProject maglumat bazasynda (SRP438900: PRJNA974928) saklanýar, URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/study/?acc= SRP438900&o. =acc_s% 3Aa. Beýleki degişli maglumatlar, meselem, ylmy hyzmatdaşlyk we doly ylmy taslamalar bilen akademiki alyş-çalyş ýaly, degişli awtora degişli talap boýunça elýeterlidir. Biziň razylygymyz bolmazdan, maglumatlaryň üçünji taraplara geçirilmegine rugsat berilmeýär.
Açyk çeşme kod diňe Trimmomatic (0.35 wersiýasy), Flash (1.2.11 wersiýasy), UPARSE (v8.1.1756 wersiýasy), mothur (1.33.3 wersiýasy) we R (3.6.3 wersiýasy) kombinasiýalary bilen, standart sazlamalary ýa-da "Usul" bölümini ulanyp. Goşmaça düşündiriş maglumatlary degişli awtora degişli haýyş boýunça berlip bilner.
Pradeep S we Mehanna R. Giperkinetik hereket bozulmalarynda we ataksiýada aşgazan-içege bozulmalary. Parkinson keseli bilen baglanyşykly. çaşgynlyk. 90, 125–133 (2021).
Luis, ED we Faust, PL Essential tremoryň patologiýasy: neýrodegenerasiýa we neýron baglanyşyklarynyň täzeden gurnalmagy. Nat. Pastor Nirol. 16, 69–83 (2020).
Gironell, A. Essensial tremor Gaba disfunksiýasynyň esasy bozulmasymy? Hawa. halkara derejesi. Rev. Neuroscience. 163, 259–284 (2022).
Dogra N., Mani RJ we Katara DP Içege-beýni oky: Parkinson keselinde signallaşdyrmagyň iki usuly. Öýjük molekulalary. Neýrobiologiýa. 42, 315–332 (2022).
Kwigli, EMM. Mikrobiota-beýni-içege oky we neýrodegeneratiw keseller. häzirki. Nellore. Neýrologiýa. Hasabatlar 17, 94 (2017).
Liu, XJ, Wu, LH, Xie, WR we He, XX Fekal mikrobiota transplantasiýalary bir wagtyň özünde hassalarda esasy tremory we gaharjaň içege sindromyny gowulandyrýar. Geriatrik psihologiýa 20, 796–798 (2020).
Zhang P. we beýlekiler. Essensial tremorda içege mikrobiotasyndaky aýratyn üýtgeşmeler we olaryň Parkinson keselinden tapawutlandyrylmagy. NPJ Parkinson keseli. 8, 98 (2022).
Luo S, Zhu H, Zhang J we Wang D. Mikrobiotanyň neýron-glial-epitelial birlikleriň düzgünleşdirilmeginde möhüm roly. Infeksiýalara garşylyk. 14, 5613–5628 (2021).
Emin A. we beýlekiler. Parkinson keseliniň progressiw döwründe on iki barmak içegäniň alfa-sinukleininiň we içege gliozynyň patologiýasy. hereket. çaşgynlyk. https://doi.org/10.1002/mds.29358 (2023).
Skorvanek M. we beýlekiler. Alfa-sinuklein 5G4-e garşy antiteller ýogyn içegäniň nemli böleginde açyk Parkinson keselini we prodromal Parkinson keselini tanaýar. hereket. çaşgynlyk. 33, 1366–1368 (2018).
Algarni M we Fasano A. Essential tremoryň we Parkinson keseliniň gabat gelmegi. Parkinson keseli bilen baglanyşykly. çaşgynlyk. 46, С101–С104 (2018).
Sampson, TR we beýlekiler. Içege mikrobiotasy Parkinson keseliniň modellerinde hereket ýetmezçiliklerini we neýroiltihaplanmany modulirleýär. Cell 167, 1469–1480.e1412 (2016).
Unger, MM we beýlekiler. Gysga zynjyrly ýag kislotalary we içege mikrobiotasy Parkinson keseli bolan näsaglar bilen ýaşy deň bolan gözegçilik toparynda tapawutlanýar. Parkinson keseli bilen baglanyşykly. çaşgynlyk. 32, 66–72 (2016).
Bleacher E, Levy M, Tatirowsky E we Elinav E. Hojalyk ediji immun serhetinde mikrobiom tarapyndan düzgünleşdirilýän metabolitler. J. Immunologiýa. 198, 572–580 (2017).