Határok az immunológiában

Táplálkozási immunológia

Ez a cikk a kutatási téma része

Immunitás veszélyeztetett újszülötteknél Az összes (27) cikk megtekintése

Szerkesztette
Lijuan Yuan

Virginia Tech, Egyesült Államok

Felülvizsgálta
Marie C. Lewis

Reading Egyetem, Egyesült Királyság

Xiaofei Sun

Kaliforniai Egyetem, San Francisco, Egyesült Államok

A szerkesztő és a lektorok kapcsolatai a legfrissebbek a Loop kutatási profiljukban, és nem feltétlenül tükrözik a felülvizsgálat idején fennálló helyzetüket.

határok

  • Cikk letöltése
    • PDF letöltése
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Kiegészítő
      Anyag
  • Exportálás
    • EndNote
    • Referencia menedzser
    • Egyszerű TEXT fájl
    • BibTex
OSZD MEG

Eredeti kutatás CIKK

  • 1 Összehasonlító gyermekgyógyászat és táplálkozás, Állatorvos- és Állattudományi Tanszék, Egészségügyi és Orvostudományi Kar, Koppenhágai Egyetem, Koppenhága, Dánia
  • 2 Földművelésügyi Minisztérium Genomelemző Laboratóriuma, Sencsen Agrárgenomikai Intézet, Kínai Agrártudományi Akadémia, Sencsen, Kína
  • 3 Neonatológiai Tanszék, Rigshospitalet, Koppenhága, Dánia
  • 4 Odensei Egyetemi Kórház Gyermekgyógyászati ​​Osztálya, Odense, Dánia

Bevezetés

A koraszülés okozza

Az összes élveszületés 10% -a, és továbbra is jelentős globális egészségügyi probléma (1). A koraszülés utáni túléléshez az éretlen bél szerkezetének és működésének gyorsan alkalmazkodnia kell az új táplálkozási és mikrobiális környezethez. Ez az adaptáció kudarcot vallhat, vagy eltarthat egy ideig, mire kialakul, amit jelez a koraszülöttek táplálkozási intoleranciájára, bélgyulladására és nekrotizáló enterokolitiszára (NEC) való nagy érzékenység a születés utáni első hetekben (2, 3). Később a koraszülött gyermekeknél fokozódhat a neurológiai és anyagcsere-rendellenességek kockázata (4–7), míg a tartós bélbetegségekről ritkábban számolnak be. Mind a rövid, mind a hosszú távú bélbetegségek három kritikus tényező kombinációjából származhatnak, a születéskor lerövidült terhességi korból, az enterális táplálkozáshoz való idő előtti átmenetből és a nem megfelelő baktériumos kolonizációból. Így az éretlen bél optimális táplálkozási stratégiája (pl. Időzítés, mennyiség és étrend típusa) és a legmegfelelőbb bakteriális kolonizáció továbbra sem ismert. Annak megértéséhez, hogy az éretlen bél hogyan hat egymással a környezeti tényezőkkel, például a táplálkozással és a mikrobákkal, meg kell határozni, hogy a korai táplálkozási stratégiák miként biztosíthatják a legjobban a koraszülöttek optimális alkalmazkodását a szülés utáni élethez.

A szöveti adaptáció egyik fontos epigenetikai mechanizmusaként a DNS-metiláció kulcsszerepet játszik a környezeti expozíció érzékelésében, ezáltal szabályozza a transzkripciót és a sejtek működését a fejlődés során (19). A rövidített vemhesség miatt a koraszülöttek belében a születés után gyorsított adaptációnak lehet alávetve a sejtfunkciók kiigazítása, különálló DNS-metilációs profilokkal együtt, amelyek tükrözik a születéskori fejlődési éretlenséget, valamint az enterális tej és mikrobák posztnatális expozícióját. Korábban kimutattuk, hogy a tápszeres táplálásnak és a baktériumok kolonizációjának rövid távú hatása van a bél DNS metilációjára koraszülött sertéseknél (18, 20), de nem ismert, hogy az ilyen változások stabilabbak-e, hosszú távon és ENT-függőek. A bél metilómájának koraszülött összehasonlítása a posztnatális kor előrehaladásával segít tisztázni, ha a születéskor megfigyelt fenotípusos és molekuláris különbségek hosszú távú következményekkel járhatnak a koraszülöttek bélfejlődésére.

Feltételeztük, hogy a koraszülöttek bélének születésekor különálló epigenetikus aláírása van, és a DNS metilációja a posztnatális periódusban az ENT stimuláció jelenlététől függően változik, hogy segítsen az éretlen bélnek a posztnatális élethez való alkalmazkodásában. A császármetszéssel szült koraszülötteket vagy koraszülött disznókat röviddel a születés után szöveti gyűjtésre eutanizálták, vagy TPN-t etettek, vagy fokozatosan növekvő mennyiségű enterális táplálékot (ENT) szarvasmarha-kolosztrummal 5 napig, majd átálltak ugyanarra a tej-étrendre a 26. napig (elválasztási kor) . A két táplálási rend, amelyek mindketten minimalizálják a NEC kockázatát (15), lehetővé tették annak megvizsgálását, hogy az éretlen belek hogyan reagálnak az enterális táplálkozás jelenlétére, anélkül, hogy a NEC zavarná. A bélfenotípusokat (beleértve a morfológiát, az emésztőrendszert és az abszorpciós funkciót, a mikrobiota összetételét), a genom egészére kiterjedő DNS-metilációt és a célzott génexpressziót összehasonlították a koraszülött és a kifejlett sertések között.

Anyagok és metódusok

Állatkísérleti eljárás

Minden állatkísérletet a Dán Állatkísérleti Nemzeti Bizottság hagyott jóvá. Nyolc kocától (dán landrace × nagy fehér × Duroc) száz hatvannyolc malacot császármetszéssel, teljes időtartam alatt (118. nap vagy 100% -os vemhesség, n = 56 sertés három kocától) vagy koraszülötten (106. nap, 90%) szállítottunk. a terhesség, n = 112 sertés öt kocától) (21, 22). A bélben és más szervekben (pl. Tüdő, máj, vese, immunitás) éretlensége alapján a koraszülött 90% -os vemhes sertések releváns modellnek tekinthetők a

70% terhesség (12). Közvetlenül a császármetszés után az összes sertést átültettük malac újszülött intenzív osztályunkra, és egyes inkubátorokban neveltük. A szülés után 3 órán belül az összes sertést orogasztrikus és köldök artériás katéterrel láttuk el. A koraszülötteket és a kifejlett sertéseket véletlenszerűen kiosztották, hogy a születésük után azonnal elpusztítsák őket (n = 8, nátrium-pentobarbitál, 200 mg/kg, intraarterialis), vagy teljes szülői táplálék (TPN) vagy parenterális táplálás és kiegészítő enterális táplálék (ENT) megkapása 5 napig. Az összes parenterális táplálással kezelt sertésnek fokozatosan növekvő mennyiségű parenterális táplálást adtak (az 1. napon napi 96 ml/kg-ról - az 5. napon 114 ml/kg-ra). Az enterálisan etetett sertéseknek fokozatosan növekvő mennyiségű szarvasmarha-kolosztrumot adtak (16 ml/kg-ról naponta az 1. -64. Napon/64 ml/kg-ra az 5. napon), a szülői táplálkozás csökkenésével együtt, így a két étrend mindkettő hasonló folyadékmennyiséget biztosított és izoenergetikus volt. Ebben a környezetben a szülői táplálékot folyamatosan infundálták, míg a szarvasmarha kolosztrumot 3 óránként adták az orogasztrikus katéter segítségével. Fontos, hogy a térfogat progresszió (16–64 ml/kg naponta) viszonylag lassú volt, ami gondos megközelítést jelent az enterális táplálkozás elősegítése érdekében.

Az 5. napon a TPN és ENT sertéseket véletlenszerűen kiosztották eutanizálásra szövetgyűjtés céljából, vagy átálltak teljes enterális táplálékra tehéntejjel, koraszülött sertések bélvédő étrendjéig (23), egészen a 26. napon eutanáziáig. Utóbbiak esetében a szülői táplálkozást az 5. napon abbahagyták, és a sertések vályún keresztül a teljes enterális táplálékban részesültek a vizsgálat végéig (napi 8–10 etetés). Abban az időszakban, amikor a sertések megtanultak inni a tejet a vályúból (2-3 nap), a vályúban maradt maradék tejet az orogasztrikus katéteren keresztül juttatták el a sertéseknek. Ezért a TPN-ről vagy a részleges ENT-ről a teljes ENT-re történő átmenet során minden sertés megkapta az előre megtervezett tejmennyiséget. Valamennyi állatot egyedileg neveltük a vizsgálat során. Inkubátorokat szabályozott szellőzéssel és fűtéssel (0-5 nap), nagyobb otthoni dobozokat (5-12 nap) és még nagyobb otthoni ketreceket (12-26 nap) használtak. Az állati eljárások minden részletét korábban leírták (21, 22).

Következésképpen a bélszöveteket a 0., 5. és 26. napon összegyűjtöttük összesen 10 sertéscsoportból. Minden csoportból nyolc sertést választottak ki véletlenszerűen erre a vizsgálatra (1A. Ábra, összesen n = 80). Röviddel az eutanázia előtt a bélpermeabilitást laktulóz-mannitol technikával, a glükóz felszívóképességét galaktóz felszívódási teszt elvégzésével, a glükózfüggő inzulininotróp polipeptid (GIP) plazmaszintjét radioimmun-assay-val mértük, a hasmenést pedig hasmenés pontszámmal értékeltük, az alábbiak szerint: korábban (22). Közvetlenül az eutanázia után a vékonybél közepének két darab 1 cm-es darabját (jejunum, hosszában 50%) összegyűjtöttük, folyékony nitrogénben lefagyasztottuk, és -80 ° C-on tartottuk az enzimaktivitások későbbi elemzése céljából, a DNS-metilóm, és a génexpresszió. Figyelembe véve azt a célunkat, hogy jellemezzük a teljes bélmetilációs különbségeket, minden kölcsönhatásba lépő sejtpopulációt bevonva, úgy döntöttünk, hogy a teljes vastagságú beleket elemezzük. A középső bél további két, teljes vastagságú 1 cm-es szakaszát 4% paraformaldehidben rögzítettük a későbbi szövettani elemzés céljából. A vastagbél luminális tartalmát összegyűjtöttük a későbbi mikrobiota elemzés céljából.

Idézet: Pan X, Thymann T, Gao F és Sangild PT (2020) A bél gyors adaptációja a koraszüléshez magában foglalja a táplálkozással összefüggő DNS-metilációs sertések bélgénjeinek újraprogramozását. Elülső. Immunol. 11: 565. doi: 10.3389/fimmu.2020.00565

Beérkezett: 2019. december 20.; Elfogadva: 2020. március 12 .;
Megjelent: 2020. április 15.

Lijuan Yuan, Virginia Tech, Egyesült Államok

Marie C. Lewis, Reading Egyetem, Egyesült Királyság
Xiaofei Sun, Kaliforniai Egyetem, San Francisco, Egyesült Államok