A magas zsírtartalmú étrend által közvetített dysbiosis az elhízástól függetlenül elősegíti a bél karcinogenezisét

Tárgyak

Absztrakt

Hozzáférési lehetőségek

Feliratkozás a Naplóra

Teljes napló hozzáférést kap 1 évre

csak 3,58 € kiadásonként

Az árak nettó árak.
Az áfát később hozzáadják a pénztárhoz.

Cikk bérlés vagy vásárlás

Időben korlátozott vagy teljes cikkelérést kaphat a ReadCube-on.

Az árak nettó árak.

Csatlakozási kódok

Elsődleges csatlakozások

Génkifejezés Omnibus

Sequence Read Archive

Adatbetétek

A mikrorajz adatokat a MIAME irányelveknek megfelelően állítottuk elő, és azokat a Gene Expression Omnibus (GEO) adatbázisban GSE56257 csatlakozási szám alatt helyezték el. A szekvenciaadatokat az NCBI Sequence Read Archive (SRA) adatbázisában helyezték el a BioProject PRJNA242565 alatt (SRA projekt csatlakozási szám, SRP040736; minta csatlakozási számok, SRS584259 – SRS584323, SRS584325).

Hivatkozások

Giovannucci, E. & Michaud, D. Az elhízás és a kapcsolódó anyagcserezavarok szerepe a vastagbél, a prosztata és a hasnyálmirigy rákos megbetegedéseiben. Gasztroenterológia 132, 2208–2225 (2007)

Wu, G. D. és mtsai. A hosszú távú táplálkozási szokások összekapcsolása a bél mikrobiális enterotípusaival. Tudomány 334, 105–108 (2011)

Schwabe, R. F. és Jobin, C. A mikrobióm és a rák. Nature Rev. Cancer 13., 800–812 (2013)

Turnbaugh, P. J., Backhed, F., Fulton, L. & Gordon, J. I. A diéta okozta elhízás az egér disztális bélmikrobiomájának markáns, de reverzibilis változásaival függ össze. Cell Host Microb 3, 213–223 (2008)

Zimmet, P., Alberti, K. G. & Shaw, J. A cukorbetegség járványának globális és társadalmi következményei. Természet 414, 782–787 (2001)

Ley, R. E., Turnbaugh, P. J., Klein, S. & Gordon, J. I. Mikrobiális ökológia: az elhízással járó emberi bélmikrobák. Természet 444, 1022–1023 (2006)

Turnbaugh, P. J. és mtsai. Az elhízással összefüggő bélmikrobiom, megnövekedett energiatermelési képességgel. Természet 444, 1027–1031 (2006)

Bennecke, M. és mtsai. Ink4a/Arf és az onkogén által kiváltott öregedés megakadályozza a tumor előrehaladását az alternatív kolorektális tumorgenezis során. Rák sejt 18., 135–146 (2010)

Arkan, M. C. és mtsai. Az IKK-β összeköti a gyulladást az elhízás okozta inzulinrezisztenciával. Nature Med. 11., 191–198 (2005)

Khasawneh, J. és mtsai. A gyulladás és a mitokondriális zsírsav β-oxidációja összekapcsolja az elhízást a tumor korai elősegítésével. Proc. Natl Acad. Sci. USA 106., 3354–3359 (2009)

Clevers, H. C. & Bevins, C. L. Paneth sejtek: a vékonybél kripták maestrosa. Annu. Tiszteletes Physiol. 75, 289–311 (2013)

Shan, M. és mtsai. A nyálka immunregulációs jelek továbbításával fokozza a bél homeosztázisát és az orális toleranciát. Tudomány 342, 447–453 (2013)

Maslowski, K. M. és Mackay, C. R. étrend, bél mikrobiota és immunválaszok. Nature Immunol. 12., 5–9 (2011)

Kawai, T. & Akira, S. A mintafelismerő receptorok szerepe a veleszületett immunitásban: frissítés a Toll-szerű receptorokról. Nature Immunol. 11., 373–384 (2010)

Slack, E. és mtsai. A veleszületett és az adaptív immunitás rugalmasan együttműködik a gazda – mikrobiota kölcsönösség fenntartása érdekében. Tudomány 325, 617–620 (2009)

Larsson, E. és mtsai. A gazda-génexpresszió bél mikrobiális szabályozásának elemzése a bél hosszában és a bél mikrobiális ökológiájának szabályozása a MyD88 segítségével. Belek 61, 1124–1131 (2012)

Ubeda, C. és mtsai. A hibás veleszületett immunitás helyett a családi átvitel formálja a TLR-hiányos egerek megkülönböztetett bélmikrobiotáját. J. Exp. Med. 209, 1445–1456 (2012)

Redgwell, R. J. és Fischer, M. diétás rost mint sokoldalú élelmiszer-összetevő: ipari perspektíva. Mol. Nutr. Food Res. 49, 521–535 (2005)

Macfarlane, G. T., Steed, H. & Macfarlane, S. A galaktó-oligoszacharidok és más prebiotikumok baktérium metabolizmusa és egészséggel kapcsolatos hatásai. J. Appl. Microbiol. 104, 305–344 (2008)

Furusawa, Y. és mtsai. A kommenzális mikrobákból származó butirát indukálja a vastagbelet szabályozó T-sejtek differenciálódását. Természet 504, 446–450 (2013)

Brestoff, J. R. és Artis, D. Commensal baktériumok a gazda metabolizmus és az immunrendszer határterületén. Nature Immunol. 14, 676–684 (2013)

Zoetendal, E. G. és mtsai. Az emberi vékonybél mikrobiotáját az egyszerű szénhidrátok gyors felvétele és átalakulása vezérli. ISME J. 6., 1415–1426 (2012)

Gautier, L., Cope, L., Bolstad, B. M. és Irizarry, R. A. affy - az Affymetrix GeneChip adatok elemzése a szonda szintjén. Bioinformatika 20, 307–315 (2004)

Wettenhall, J. M. & Smyth, G. K. limmaGUI: grafikus felhasználói felület a mikroarray adatok lineáris modellezéséhez. Bioinformatika 20, 3705–3706 (2004)

Ura, R. C. és mtsai. Bioconductor: nyílt szoftverfejlesztés a számítási biológia és a bioinformatika számára. Genome Biol. 5., R80 (2004)

Meyer, S., Nolte, J., Opitz, L., Salinas-Riester, G. & Engel, W. Pluripotens embrionális őssejtek és multipotens felnőtt csíravonal őssejtek hasonló transzkriptómákat fednek fel, beleértve a pluripotenciával kapcsolatos géneket. Mol. Zümmögés. Reprod. 16., 846–855 (2010)

Irizarry, R. A. és mtsai. Nagy sűrűségű oligonukleotid tömb szonda szintű adatok feltárása, normalizálása és összefoglalása. Biostatisztika 4, 249–264 (2003)

Smyth, G. K. lineáris modellek és empirikus Bayes-módszerek a differenciál expresszió értékelésére mikroarray kísérletekben. Statisztika. Appl. Közönséges petymeg. Mol. Biol. http://dx.doi.org/10.2202/1544-6115.1027 (2004. február 12.)

Klipper-Aurbach, Y. és mtsai. Matematikai képletek a maradék β-sejtek becsléséhez a betegség első két évében inzulinfüggő diabetes mellitusban szenvedő gyermekeknél és serdülőknél. Med. Hipotézisek 45, 486–490 (1995)

Quince, C., Lanzen, A., Davenport, R. J. & Turnbaugh, P. J. A zaj eltávolítása a piroszekvenált amplikonokból. BMC Bioinformatika 12., 38 (2011)

Caporaso, J. G. és mtsai. A QIIME lehetővé teszi a nagy áteresztőképességű közösségi szekvenálási adatok elemzését. Természeti módszerek 7, 335–336 (2010)

Schloss, P. D. és mtsai. A mothur bemutatása: nyílt forráskódú, platformfüggetlen, közösség által támogatott szoftver a mikrobaközösségek leírására és összehasonlítására. Appl. Környezet Microbiol. 75, 7537–7541 (2009)

DeSantis, T. Z. és mtsai. Greengenes, egy kimérával ellenőrzött 16S rRNS génadatbázis és az ARB-vel kompatibilis munkaasztal. Appl. Környezet Microbiol. 72, 5069–5072 (2006)

Caporaso, J. G. és mtsai. PyNAST: rugalmas eszköz a szekvenciák és a sablonok igazításához. Bioinformatika 26., 266–267 (2010)

Wang, Q., Garrity, G. M., Tiedje, J. M. & Cole, J. R. Naiv Bayes-i osztályozó az rRNS-szekvenciák gyors hozzárendeléséhez az új bakteriális taxonómiába. Appl. Környezet Microbiol. 73., 5261–5267 (2007)

Segata, N. és mtsai. Metagenomikus biomarkerek felfedezése és magyarázata. Genome Biol. 12., R60 (2011)

Hothorn, T., Bretz, F. & Westfall, P. Egyidejű következtetés az általános paraméteres modellekben. Biom. J. 50, 346–363 (2008)

Köszönetnyilvánítás

Köszönjük K. Burmeisternek és J. Khasawnehnek a technikai segítséget, H. Wagnernek pedig a nagyvonalú ellátást Myd88 -/- egerek. Hálásak vagyunk K. Offe-nak és az „Orvosi élettudományok és technológia” PhD programnak, hogy ösztöndíjat biztosítottak J.H. egy évre. Ezt a munkát részben a LOEWE Frankfurti Sejt- és Génterápiás Központ (CGT, III L 4-518/17.004) és a Georg-Speyer-Haus intézményi forrásai, valamint a Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) támogatásai támogatták ( Gr1916/5-1), a Deutsche Krebshilfe (108872) és az ERC (ROSCAN-281967) NSZK-ba Az S.W.P. rendelkezésére bocsátott számítási infrastruktúra a Delaware-i Egyetem Bioinformatikai és Számítási Biológiai Központjának Alaplétesítménye és a Delaware Biotechnológiai Intézet támogatásával az USA Nemzeti Egészségügyi Intézetei Általános Orvostudományi Intézet (8 P20 GM103446-12) és az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítványa EPSCoR ( EPS-081425). Ezt a munkát a Deutsche Krebshilfe (107977) és a DFG (AR710/2-1) támogatásai támogatták az M.C.A.

Szerzői információk

Jelenlegi cím: Jelenlegi cím: Frutarom Savory Solutions, 49451 Holdorf, Németország.,

Manon D. Schulz, Çiğdem Atay és Jessica Heringer: Ezek a szerzők egyformán járultak hozzá ehhez a munkához.

Hovatartozások

Molekuláris Immunológiai Intézet, Klinikum rechts der Isar, Müncheni Műszaki Egyetem, 81675 München, Németország

Manon D. Schulz, Çiğdem Atay, Jessica Heringer, Franziska K. Romrig, Sarah Schwitalla és Melek C. Arkan

Molekuláris Biológiai és Genetikai Tanszék, Bogazici Egyetem, 34342 Bebek, Isztambul, Törökország

Georg-Speyer-Haus, Daganatbiológiai és Kísérleti Terápiás Intézet, 60596 Frankfurt am Main, Németország

Paul K. Ziegler, Julia Varga és Florian R. Greten

Német Rák Konzorcium (DKTK), 69120 Heidelberg, Németország

Paul K. Ziegler, Varga Júlia, Thomas Kirchner és Florian R. Greten

Német Rákkutató Központ (DKFZ), 69120 Heidelberg, Németország

Paul K. Ziegler, Varga Júlia, Thomas Kirchner és Florian R. Greten

II. Belgyógyászati Klinika, Universitätsmedizin Mannheim, Mannheimi Orvostudományi Kar, Heidelbergi Egyetem, 68167 Mannheim, Németország

Microarray and Deep-Sequencing Core Facility, Göttingeni Egyetemi Orvosi Központ, 37077 Göttingen, Németország

Claudia Pommerenke és Gabriela Salinas-Riester

Müncheni Műszaki Egyetem Matematikai Statisztikai Intézete, 81675 München, Németország

Gasztrointesztinális Mikrobiológiai Tanszék, Német Emberi Táplálkozástudományi Intézet Potsdam-Rehbruecke, 14558 Nuthetal, Németország

Carl Alpert és Michael Blaut

Bioinformatikai és Számítási Biológiai Központ, Delaware Biotechnológiai Intézet, Delaware Egyetem, Newark, 19711, Delaware, USA

Sara C. Polson és Shawn W. Polson

Kórtani Intézet, Ludwig Maximilians Egyetem, 80337 München, Németország

Lydia Brandl és Thomas Kirchner

A PubMed Google Scholar alkalmazásban is kereshet erre a szerzőre

Hozzájárulások

M.D.S., Ç.A., J.H. és M.C.A. kísérleti munkát végzett és irányított adatelemzéseket végzett. F.K.R., S.S., B.A., P.K.Z., J.V., W.R. és F.R.G. segített a mintagyűjtésben, a csontvelő transzplantációjában és az áramlás citometriás elemzésében. C.P. és G.S.-R. elvégezte a minta előkészítését és a mikroarray elemzéseket. A.B. statisztikai elemzéseket végzett. C.A. és M.B. végzett gázkromatográfiát. L.B. és T.K. emberi mintákat szolgáltatott, és minden szövettani metszetet kiértékelt. S.C.P. és S.W.P. 16S rRNS génszekvenálás számítási elemzéseket végzett. M.C.A. megtervezte a tanulmányt és elkészítette a kéziratot.

Levelezési cím

Etikai nyilatkozatok

Versenyző érdekek

A szerzők kijelentik, hogy nincsenek versengő pénzügyi érdekeik.

Bővített adat ábrák és táblázatok

Kiterjesztett adatok 1. ábra A HFD az elhízástól és az inzulinrezisztenciától függetlenül felgyorsítja a karcinogenezist.

Kiterjesztett adatok 2. ábra A gazdaszervezet immunválasza csillapodik K-ras G12Dint egerek.

Kiterjesztett adatok 3. ábra: A HFD a bél mikrobiotájában közösségi változásokhoz vezet.

a, b, A lineáris diszkrimináns analízis (LDA) hatásméretének (LEfSe) eredményei azt mutatták, hogy a baktériumok száma K-ras G12Dint egerek és alomtársak kontrolljai a HFD-n, és jelezték az egyes differenciálisan bőséges baktérium taxonok hatásméretét a vékonybélben (LSL-K-ras G12D /+ vezérlők, n = 3; K-ras G12Dint egerek, n = 8) (a) és a vastagbél (LSL-K-ras G12D /+ vezérlők, n = 5; K-ras G12Dint egerek, n = 7) (b). c, A relatív bősége Escherichia/Shigella spp. és Helicobacter spp. vékonybélében K-ras G12Dint egerek az ÉD-on vagy a HFD-n.

Bővített adatok 4. ábra: A rendszer szisztémás törlése Myd88 megakadályozza a daganat progresszióját K-ras G12Dint egerek.

Bővített adatok 5. ábra A baktériumok összetétele eltér K-ras G12Dint egerek szövetspecifikus és szisztémás deléciójával Myd88.

Az LEfSe eredmények azt mutatták, hogy a vékonybél mikrobiota összetétele szignifikánsan különbözött a HFD-vel tápláltak között K-ras G12Dint egerek és anélkül Myd88 törlés az IEC-ekben (a) vagy a vérképző sejtek (b, c) (Myd88 IEC K-ras G12Dint egerek, n = 4; K-ras G12Dint + WT BM egerek, n = 4; K-ras G12Dint + MyD88 -/-BM egerek, n = 4; K-ras G12Dint egerek, n = 8).