A bél dysbiosis a pre-eklampsia kialakulását indukálja a baktériumok transzlokációján keresztül

Célkitűzés A pre-eclampsia (PE) az egyik rosszindulatú anyagcsere-betegség, amely bonyolítja a terhességet. A bél dysbiosisát metabolikus betegségek okozzák, de a bél mikrobiomjának szerepe a PE patogenezisében továbbra sem ismert.

Tervezés Eset-kontroll tanulmányt végeztünk a PE és normotenzív terhes nők széklet mikrobiomjának összehasonlítására 16S riboszomális RNS (rRNS) szekvenálással. A bél dysbiosis és a PE okozati összefüggésének kezelésére antibiotikummal kezelt egérmodellben széklet mikrobiota transzplantációt (FMT) használtunk. Végül 16S rRNS szekvenálással, kvantitatív PCR-rel és in situ hibridizációval határoztuk meg a mikrobiom transzlokációját és az immunválaszokat humán és egér placenta mintákban.

Eredmények A PE-ben szenvedő betegeknél a baktériumok sokfélesége csökkent, nyilvánvaló dysbiosis volt. Az oportunisztikus kórokozók, különösen a Fusobacterium és a Veillonella, dúsultak, míg a jótékony baktériumok, köztük a Faecalibacterium és az Akkermansia, a PE csoportban jelentősen kimerültek. Ezen diszkriminatív baktériumok bősége korrelált a vérnyomás (BP), a proteinuria, az aminotranszferáz és a kreatinin szintjével. A sikeres kolonizáció után a PE-ben szenvedő betegek bélmikrobiome drámai, megnövekedett pregesztációs BP-t váltott ki a befogadó egerekben, amely a terhesség után tovább növekedett. Ezenkívül a PE-transzplantált csoport fokozott proteinuriát, embrionális felszívódást, valamint alacsonyabb magzati és placenta súlyt mutatott. A vékonybélben és a lépben a T szabályozó/helper-17 egyensúlyukat súlyosabb bélszivárgás zavarta meg. Mind a PE, mind a PE-FMT egerekben a placentában az összes baktérium, a Fusobacterium és a gyulladásos citokin szint szignifikánsan megnőtt.

Következtetések Ez a tanulmány azt sugallja, hogy a PE-ben szenvedő betegek bélmikrobiomja diszbiotikus és hozzájárul a betegség patogeneziséhez.

bélbaktériumok
bélgát funkció
baktérium transzlokáció
immunológia

Ez egy nyílt hozzáférésű cikk, amelyet a Creative Commons Attribution Non Commercial (CC BY-NC 4.0) licencnek megfelelően terjesztenek, amely lehetővé teszi másoknak, hogy ezt a művet terjesszék, remixeljék, adaptálják, nem kereskedelmi célokra építsék, és származékos műveiket különböző feltételekkel, feltéve, hogy az eredeti művet megfelelően idézik, megfelelő hitelt adnak, az esetleges változtatásokat jelzik, és a felhasználás nem kereskedelmi jellegű. Lásd: http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/.

Statisztikák az Altmetric.com-tól

A tanulmány jelentősége

Ami már ismert ebben a témában?

A pre-eclampsia (PE) az anyai és perinatális morbiditás és mortalitás egyik vezető oka, és nem rendelkezik megbízható előrejelzési módszerekkel és részletes patogenezis-ismeretekkel.

A PE egyfajta metabolikus betegségnek tekinthető, amely bonyolítja a terhességet.

A bél mikrobiota dysbiosis kórokozó szerepet játszik a metabolikus szindróma és a bonyolult terhesség kialakulásában.

Mik az új eredmények?

A PE-ben szenvedő betegek bélmikrobiomjának beoltása lényegesen magasabb vérnyomást váltott ki a terhesség előtt és a PE-szerű fenotípusokat a terhesség alatt, beleértve a súlyosbodott magas vérnyomást, a proteinuria súlyosbodását és az intrauterin növekedési korlátozást.

A PE-placenta mintákban magasabb volt az összes baktérium és a Fusobacterium szintje, és megváltozott a mikrobiota profilja, összehasonlítva a normotenzív mintákkal.

A diszbiotikus bél mikrobiómák a T-limfocitákkal és a bélgát diszfunkciójával kapcsolatos immunhiányt okoztak, megkönnyítve a baktériumok transzlokációját az intrauterin üregbe, végül kiváltva a méhlepényt és hozzájárulva a rossz placentációhoz.

Hogyan befolyásolhatja belátható időn belül a klinikai gyakorlatot?

A bél mikrobiota szűrése megmutatja a PE megjelenésének előrejelzésének lehetőségét, és új megközelítést kínál e betegség megelőzésére és kezelésére.

Bevezetés

A pre-eklampsia (PE) a terhesség új rendellenességgel járó rendellenessége, amely leggyakrabban 20 hetes terhesség után következik be proteinuriaval.1 A PE a terhesség 2–8% -át érinti, és a káros mellékhatások fokozott kockázatával jár. a terhesség kimenetele, beleértve a placenta megszakadását, a koraszülöttséget és az intrauterin növekedés korlátozását. hozzáférhető klinikai biomarkerek a szülészet területén. Ennek a morbiditásnak a patogenezise a mai napig homályos.2 A felmerülő vizsgálatok azt mutatják, hogy a PE-t olyan anyagcsere-betegségnek kell tekinteni, amely szorosan társul anyagcserezavarokkal, például elhízás, diabetes mellitus, inzulinrezisztencia, aterogén dyslipidaemia és hiperglikémia. 4–6 A glükóz-intolerancia és a dyslipidaemia jelenléte, valamint a magas vérnyomás hozzájárulhat az endothel diszfunkciójához, a rossz placentációhoz és a rendellenes placenta fejlődéséhez, amelyek a PE.7 leggyakoribb kóros rendellenességei

Számos tanulmány azt sugallta, hogy a bél dysbiosis okozati szerepet játszik a metabolikus szindróma, a krónikus gyulladásos megbetegedések és a bonyolult terhesség kialakulásában.8 9 A bél mikrobiota megkönnyítheti az inzulinrezisztenciát azáltal, hogy kiváltja a krónikus gyulladást a gazdaszervezetben, és zsír felhalmozódást okozhat a az energia-anyagcsere, amely fontos szerepet játszik az anyagcserezavarok alapvető tüneteinek kialakulásában.10 A bél mikrobioma dysbiosis kulcsfontosságú tényező a vérnyomás (BP) szabályozásában11 12, és hozzájárulhat a proteinuria kialakulásához, majd vesebetegséghez vezethet.13

A bél mikrobiota összetétele PE-ben szenvedő betegeknél, valamint a bél mikrobiota és a PE kapcsolata eddig nem tisztázott. A legújabb tanulmányok szerint a bél mikrobiota összetétele zavart szenvedett a késői terhességben szenvedő PE-ben szenvedő betegeknél, 14 15 de hiányzik az ok-okozati elemzés. Ebben a tanulmányban 16S riboszomális RNS (rRNS) génszekvenálást végeztünk székletmintákon, hogy megvizsgáljuk a bél mikrobiomjának részletes profilját és meghatározzuk a rendezetlen bél mikrobiómának döntő szerepét a PE-szerű fenotípusok kiváltásában fekáliás mikrobiota transzplantációval (FMT).

Anyagok és metódusok

Tanulmányi tárgyak

PE-ben szenvedő és normotenzív terhes (NP) nőket, akiknek korábbi kezelése nem történt meg, a harmadik trimeszterben 2017 márciusától 2018 márciusáig toborozták a Kínai Déli Orvostudományi Egyetem Nanfang Kórházának Szülészeti Osztályán. Az Amerikai Szülészeti és Nőgyógyászati Kollégium jelenlegi kritériumai szerint a 2 PE-t hipertóniának (szisztolés vérnyomás (SBP) vagy diasztolés vérnyomás (DBP) ≥140 vagy ≥90 Hgmm-nek határozták meg két alkalommal, legalább 4 órás különbséggel) és szignifikáns proteinuria (≥300 mg fehérje/24 órás vizeletgyűjtés vagy fehérje/kreatinin arány ≥0,3 mg/dL, vagy a dipstick leolvasása 2+ véletlenszerű vizeletmintában) 20 hetes terhesség után egy korábban normális BP-s nőnél. Proteinuria hiányában a PE meghatározása akkor történt, amikor a magas vérnyomás a végszerv károsodásának bármely jellemzőjével társult. A súlyos tünetekkel járó PE-t akkor vették figyelembe, ha súlyos hipertónia (SBP vagy DBP ≥160 vagy ≥110 Hgmm), thrombocytopenia, károsodott májműködés, veseelégtelenség tüdőödéma, fejfájás vagy látászavar volt jelen. A széklet és a placenta donorok klinikai jellemzőit az S1, illetve az S2 online kiegészítő táblázat foglalja össze.

Kiegészítő anyag

Állatok és kísérleti protokoll

Fehérje expresszió és biokémiai elemzés

A fehérjét a szövetekből kereskedelmi lízispufferrel extraháltuk. A Western blot-ot a korábban leírt módon hajtottuk végre. 17 Elsődleges antitestek a zonula occluden (ZO) -1 (Invitrogen, Carlsbad, Kalifornia, USA), ZO-2 (Abcam, Cambridge, Egyesült Királyság), occludin (Invitrogen), claudin-4 (Abcam) ellen. ) és glicerinaldehid-3-foszfát-dehidrogenázt (GAPDH, Invitrogen) használtunk. A széklet albumin és a vizelet fehérje koncentrációját egéralbumin ELISA készlettel (Bethyl Labs, Montgomery, Alabama, USA) határoztuk meg a gyártó utasításainak megfelelően. Az endotoxin-szintet kereskedelmi készlettel (Bio-Swamp, Peking, Kína) mértük.

A génexpresszió elemzése

A teljes RNS-t Trizol reagenssel (Invitrogen) extraháltuk a gyártó utasításainak megfelelően. A reverz transzkripciós reakciót reverz transzkripciós enzimmel hajtjuk végre (Toyobo, Shanghai, Kína). A kvantitatív valós idejű PCR-t egy ABI Q5 valós idejű PCR-rendszeren végeztük, és a kvantitatív PCR specifikus primereit az online kiegészítő S5 táblázatban mutatjuk be.

Áramlási citometria

Az izolált immunsejteket újraszuszpendáltuk, és anti-CD4-FITC és/vagy anti-CD25-APC monoklonális antitestekkel (mAb) festettük a felszíni antigéneket, és anti-Foxp3-PE vagy anti-IL-17A-PE mAb-kat az intracelluláris antigének számára a a gyártó utasításai (eBioscience, San Diego, Kalifornia, USA). A fluoreszcenciát mínusz egy kontroll párhuzamosan festettük. Az áramlási citometria adatgyűjtését BD LSRFortessa ow ow citométerrel (BD Biosciences, San Jose, Kalifornia, USA) végeztük, és az elemzést a BD FACSDiva Software V.8.0.1 (BD Biosciences) végezte. A kapuzási stratégiákat az online kiegészítő S1 ábra mutatja.

In situ hibridizáció

Az in situ hibridizációt (ISH) Choi és munkatársai által leírt módosított protokoll szerint hajtották végre. 18 19 Brie ﬂ y, a paraffinba ágyazott szakaszokat deparaffinizálásnak, rehidratálásnak és permeabilizálásnak vetették alá. Az ebben a vizsgálatban használt próbák a következők voltak: Eubacterium próbák (EUB338 I-III) keverék, amely komplementer a legtöbb baktériumra specifikus 16 s rRNS régióval; A NON338, az EUB338 próbához komplementer oligonukleotid, amely kódolt kontrollként szolgál a nem specifikus kötődéshez; Fusobacterium-specifikus próba, a Fusobacterium 16S rRNS-régiójával komplementer nemzetspecifikus próba. Valamennyi próbát digoxigeninnel 5'-jelöltük, másodlagos antitestként antidigoxigenin/torma peroxidáz antitesteket használtunk. Tiramid jelerősítést végeztek a bakteriális jelek detektálási érzékenységének növelése érdekében. Minden szakasz hat területét véletlenszerűen fényképeztük fluoreszcens mikroszkóp alatt. Az ISH specifikus próbáit az S6 online kiegészítő táblázat mutatja.

Bioinformatikai feldolgozás

A QIIME V.1.9.1 használatával egyesítettük, alkalmaztuk a minőségellenőrzést és a 16S rRNS gén leolvasását operatív taxonómiai egységekbe (OTU) csoportosítottuk. A taxonómiai csoportok a Greengenes Database V.13_8-ra épültek, hivatkozott alapú OTU-klaszterek végrehajtása céljából. 20 21 Az alfa sokféleség értékei (Chao1 index, Shannon index, Phylogenetic Diversity (PD) teljes fa index és megfigyelt OTU-k), béta változatosság (súlyozatlan UniFrac távolságmérők) és az UniFrac mérőszámok alapján alkalmazott főkoordinátanalízis (PCoA) a QIIME V.1.9.1. Permutációs többváltozós varianciaanalízist végeztünk annak megállapítására, hogy a mikrobiota összetétele különbözik-e a csoportok között. Lineáris diszkriminánsanalízist és effektusméretet (LEfSe) hajtottunk végre, hogy meghatározzuk azokat a jellemzőket, amelyek leginkább magyarázzák a csoportok közötti különbségeket. a placenta mintákra és a negatív kontrollokra.