A szérum zsírsavak korrelálnak a gyulladásos citokinekkel fekélyes vastagbélgyulladásban

Állat-egészségügyi ügynökségek Tennessee Valley Healthcare System, Nashville, Tennessee, Amerikai Egyesült Államok, Orvosi Minisztérium, Gasztroenterológiai, Hepatológiai és Táplálkozási Osztály, Vanderbilt University Medical Center, Nashville, Tennessee, Amerikai Egyesült Államok

Társulás Orvostudományi Osztály, Gasztroenterológiai, Hepatológiai és Táplálkozási Osztály, Vanderbilt University Medical Center, Nashville, Tennessee, Amerikai Egyesült Államok

Tagsági Orvostudományi Osztály, Vanderbilt Egyetem Orvosi Központ, Nashville, Tennessee, Amerikai Egyesült Államok

A Vanderbilt Egyetem Orvosi Központjának biostatisztikai tagozatának osztálya, Nashville, Tennessee, Amerikai Egyesült Államok

Társulások Orvostudományi Tanszék, Gasztroenterológiai, Hepatológiai és Táplálkozási Osztály, Vanderbilt Egyetem Orvosi Központ, Nashville, Tennessee, Amerikai Egyesült Államok, Közép-Floridai Egyetem, Orvostudományi Főiskola, Orlando, Florida, Amerikai Egyesült Államok

Társulás Orvostudományi Osztály, Gasztroenterológiai, Hepatológiai és Táplálkozási Osztály, Vanderbilt University Medical Center, Nashville, Tennessee, Amerikai Egyesült Államok

¶ ‡ Ezek a szerzők közös vezető szerzők ebben a munkában.

Társulás Veteránügyek Tennessee Valley Healthcare System, Nashville, Tennessee, Amerikai Egyesült Államok, Orvostudományi Minisztérium, Gasztroenterológiai, Hepatológiai és Táplálkozási Osztály, Vanderbilt University Medical Center, Nashville, Tennessee, Amerikai Egyesült Államok, Patológiai, Mikrobiológiai Tanszék, és immunológia, Vanderbilt University Medical Center, Nashville, Tennessee, Amerikai Egyesült Államok, Rákbiológiai Tanszék, Vanderbilt University Medical Center, Nashville, Tennessee, Amerikai Egyesült Államok

¶ ‡ Ezek a szerzők közös vezető szerzők ebben a munkában.

Hajnal M. Wiese,
Sara N. Horst,
Caroline T. Brown,
Margaret M. Allaman,
Mallary E. Hodges,
James C. Slaughter,
Jennifer P. Druce,
Dawn B. Beaulieu,
David A. Schwartz,
Keith T. Wilson

Ábrák

Absztrakt

Háttér és célok

A fekélyes vastagbélgyulladás (UC) a zsír és az n-6 többszörösen telítetlen zsírsavak (PUFA) megnövekedett étrendi bevitelével jár. A zsíranyagcsere módosítása megváltoztathatja a gyulladást és a betegség súlyosságát. Célunk az volt, hogy értékeljük az étrendi és a szérum zsírsavszint különbségeket a kontroll és az UC alanyok között, valamint a betegség aktivitásával és a gyulladásos citokinekkel való összefüggéseket.

Mód

Az étrend történetét, a szérumot és a vastagbél szövetmintákat prospektíven gyűjtöttük 137 UC alanytól és 38 kontrolltól. Mind a szövettani sérülést, mind a Mayo-betegség aktivitási indexét értékelték. A szérum- és szöveti citokineket Luminex assay-vel mértük. A szérum zsírsavakat gázkromatográfiával nyertük.

Eredmények

Az UC-alanyoknál nőtt az összes zsír- és olajsav (OA) bevitel, de csökkent az arachidonsav (AA) bevitele a kontrollokhoz képest. A szérumban kevesebb százalékban volt telített zsírsav (SFA) és AA, magasabb egyszeresen telítetlen zsírsavakkal (MUFA), linolsavval, OA-val, eikozapentaénsavval (EPA) és dokozapentaénsavval (DPA). A szöveti citokinszintek közvetlenül korreláltak az SFA-val, és fordítottan korreláltak a PUFA-val, az EPA-val és a DPA-val UC-alanyokban, de a kontrollok nem. Az 5-amino-szalicilsav-terápia tompította ezeket az asszociációkat.

Következtetések

Összefoglalva, különbségeket találtunk a szérum zsírsavakban az UC alanyokban, amelyek korreláltak a gyulladásgátló szöveti citokinekkel. Javasoljuk, hogy a zsírsavak befolyásolhatják a citokin termelést, és így immunmodulánsak lehetnek az UC-ben.

Idézet: Wiese DM, Horst SN, Brown CT, Allaman MM, Hodges ME, Slaughter JC és mtsai. (2016) A szérum zsírsavak korrelálnak gyulladásos citokinekkel fekélyes vastagbélgyulladásban. PLoS ONE 11 (5): e0156387. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0156387

Szerkesztő: Fabio Cominelli, CWRU/UH Emésztési Egészségügyi Intézet, AMERIKAI EGYESÜLT ÁLLAMOK

Fogadott: 2015. december 22 .; Elfogadott: 2016. május 15 .; Közzétett: 2016. május 26

Ez egy nyílt hozzáférésű cikk, minden szerzői jogtól mentes, és bárki szabadon reprodukálhatja, terjesztheti, továbbíthatja, módosíthatja, továbbépítheti vagy más módon felhasználhatja bármilyen törvényes célra. A mű a Creative Commons CC0 közkincs dedikációja alatt érhető el.

Adatok elérhetősége: Minden releváns adat megtalálható a dokumentumban és a kiegészítő információkat tartalmazó fájlokban.

Finanszírozás: Ezt a munkát az Országos Egészségügyi Intézetek támogatták: R01AT004821, 3R01AT004821-02S1 - KTW, 5T32DK007673 - LAC, P30DK058404 (Vanderbilt Emésztőrendszeri Kutatóközpont), UL1TR000445 (Vanderbilt CTSA.), DK205etes (Analytikai szolgáltatások - Handerbone Services képzési központ); Veteránügyi Minisztérium 1IK2BX002126-01 a LAC-hoz; valamint Vanderbilt orvos Tudós Fejlesztési Díjat a LAC-nak. További támogatást az idősebb Thomas F. Frist Alapítvány nyújtott a KTW számára. A finanszírozóknak nem volt szerepük a tanulmányok tervezésében, adatgyűjtésben és elemzésben, a közzétételre vonatkozó döntésben vagy a kézirat elkészítésében.

Versenyző érdeklődési körök: A DAS tanácsadói megállapodást kötött Abbvie-vel, az UCB-vel, a Janssennel, a Takedával és a Tigenix-szel, és jelenleg Abbvie-től és az UCB-től kap támogatást. Ezeknek a megállapodásoknak és támogatásoknak azonban nem volt kapcsolata a jelenlegi kutatással. A KTW konzultációs megállapodást kötött az Immune Pharmaceuticals céggel. Ennek a megállapodásnak azonban nem volt kapcsolata a jelenlegi kutatással, és már nem aktív. A szerzők többi része kijelenti, hogy nincsenek összeférhetetlenségük. Ez nem változtatja meg a szerzőknek az adatok és anyagok megosztására vonatkozó PLOS ONE irányelvek betartását.

Bevezetés

A fekélyes vastagbélgyulladás (UC), a gyulladásos bélbetegségek (IBD) egyik altípusa, a vastagbél és a végbél nyálkahártyarétegére korlátozódik. Úgy gondolják, hogy az UC-patogenezis magában foglalja az enterális baktériumok, gombák vagy vírusok antigén stimulációját genetikailag fogékony egyénekben, ami diszregulált krónikus gyulladásos állapothoz vezet [1, 2]. UC-ben mind a humorális immunitás (IgG1 és IgG3 révén), mind a celluláris immunitás (T-sejt által közvetített és veleszületett immunitás) változását mutatták ki [3, 4]. Ezt a gyulladásos állapotot a megnövekedett eikozanoidok, például a prosztaglandin E2 és a leukotrién B4 [5–8] jellemzik, amelyek többszörösen telítetlen zsírsav (PUFA) anyagcseréből származnak, és amelyeket 5-amino-szalicilsav (5-ASA) szerek redukálnak, amelyek az UC kezelés fő alkotóeleme [7, 9].

A zsírsavak IBD-befolyásolásának mechanizmusa nem teljesen ismert, de felmerült, hogy az n-6 PUFA az AA metabolizmusán keresztül elősegíti a gyulladásgátló citokineket [19, 20]. Ezenkívül az n-3 PUFA gyulladáscsökkentő tulajdonságokkal rendelkezik, ideértve az AA kiszorítását a sejtmembránból, amelynek eredményeként csökken a származék, megváltozott a sejtmembrán folyékonysága és a fehérje megkötő képessége, valamint gátolja az NF-κB és nukleáris célpontjait [21]. Egy nemrégiben elvégzett tanulmány specifikus AA metabolitokat (prosztaglandinok E2 és D2, tromboxán B2 és hidroperoxikeicosatetraénsav (HETE) termékeket) azonosított az UC vastagbélszövetében megemelkedettnek és a vastagbél gyulladását előrejelzőnek [22].

Az UC kohorszunkban végzett korábbi kutatások a szérum eotaxin-1 és G-CSF, valamint a szöveti eotaxin-1, G-CSF, IP-10, IL-6, TNF-α, IL-17, MCP-1, MIP emelkedését azonosították. -1α, MIP-1β, IL-1α, IL-1β, IL-1RA és IL-8 UC alanyokban [23]. Ezek a különbségek jelentősebbek voltak az aktív UC-ben, és az eotaxin-1 esetében a betegség aktivitásának minden szintjén fennálltak. Jelen tanulmányunk célja az volt, hogy: 1) megvizsgálja a zsírsavak étrendi bevitelét és a szérum zsírsavösszetétel mintázatát UC és kontroll alanyoknál, és meghatározza, hogy ezek a szokások összefüggenek-e a betegség aktivitásával; és 2) meghatározza, hogy van-e összefüggés a szérum zsírsavösszetételével az aktív UC-hez kapcsolódó szérum- és szövetgyulladásos markerekkel, amelyeket korábban a kohorszunkban azonosítottunk.

Anyagok és metódusok

Etikai szempontok

A vizsgálati protokollt a Vanderbilt Egyetem Intézményi Felülvizsgálati Testülete hagyta jóvá. Írásbeli tájékozott beleegyezést kaptunk minden alanytól a következőkhöz: a demográfiai adatok, az orvosi és étrendi kórelőzmények, valamint a kolonoszkópián kapott szérum- és szövetbiopsziák elemzéséhez. Ezeket a vizsgálatokat a klinikai vizsgálatokon.gov „L-arginin hatása vastagbélgyulladásban és vastagbélrákban” regisztrálták, azonosító: NCT01091558.

Betegek

A mintákat egy korábban összegyűjtött kontroll és UC alanyok kohorszából nyertük [23]. Az alanyokat prospektív módon toborozták a Vanderbilt Egyetem Orvosi Központjának IBD klinikájára vagy endoszkópos egységébe, a kolorektális rák szűrése, az esetleges IBD vagy UC megfigyelés céljából 2009 szeptembere és 2011 szeptembere között végzett ambuláns kolonoszkópia előtt. Valamennyi személyt egyik napról a másikra gyorsan átestek és polietilénglikolt kaptak. elektrolit oldat a bél előállításához a kolonoszkópia előtt. Amint azt leírtuk [23], minden alany beleegyezett a szérumgyűjtésbe, valamint a szöveti biopsziákba kutatási célokra négy vastagbélszegmensben (emelkedő, keresztirányú, ereszkedő és végbél) a kolonoszkópia idején. A vizsgálati szérumot és a szöveti biopsziákat szárazjéggel lefagyasztottuk, majd -80 ° C-on tároltuk.

Az UC alanyok megfigyelési biopsziáit a Vanderbilt Egyetem Patológiai Tanszéke vizsgálta felül, és ezeket normál, nyugalmi, enyhe, közepes vagy súlyos aktivitásként osztályozták. A Mayo Disease Activity Indexet (DAI) a kolonoszkópia idején az UC-alanyok esetében standard mérésekkel (0–12 skála) határozták meg [9, 23]. Az endoszkópos súlyosságot és az orvos DAI-ra vonatkozó globális értékelését az IBD szakemberei (DAS; DBB; SNH) a következőképpen határozták meg: normális, enyhe betegség (erythema, csökkent vaszkuláris minta, enyhe törékenység), mérsékelt betegség (markáns erythema, vaszkuláris minta hiánya), morzsálódás, erózió) vagy súlyos betegség (spontán vérzés, fekélyképződés). Kizárták azokat a pácienseket, akik terhesek voltak, ismert koagulopathiás vagy vérzési rendellenességek, ismert vese- vagy májkárosodás, korábban szervátültetés történt, vagy nem tudtak tájékozott beleegyezést adni. A befogadással és a kizárással kapcsolatos további részletek leírása [23].

Étrendi bevitel

Az étrendi bevitel értékeléséhez 3 különböző 24 órás étrend-visszahívási interjú átlagát használtuk. Egy képzett kutatási koordinátor 3 alkalommal készített interjút a betegekkel, hogy külön 24 órás étrendi beviteli előzményeket kapjanak a Nutrient Data System for Research szoftver segítségével (U. MN) [24]. Az első interjút a vizsgálati kolonoszkópiától számított 1 héten belül készítették, de nem tartalmazta a kolonoszkópia napját vagy azt megelőző napot, mivel az éhgyomorra és a kolonoszkópiára való felkészülés befolyásolja az étrendi bevitelt. A második és a harmadik interjút a betegek elérhetősége alapján fejeztük be, és megkíséreltük a mintákat mind hétköznap, mind hétvégén. Az átlagos napi tápanyag-bevitelt minden beteg interjúkészlete alapján kiszámolták és elemzésre használták. Az étrendi zsírbevitelt abszolút mennyiségként grammban, valamint a teljes kilokalória-bevitel százalékában elemeztük.

Szérum zsírsavak

Szérum és szöveti citokinek

A szérum és szöveti citokin mérési módszereinket részletesen leírjuk [23]. Röviden, a mintákat Luminex technológiával értékeltük, a gyártó protokolljainak megfelelően, Milliplex MAP (Millipore, Billerica, MA) multiplex mágneses gyöngy alapú antitestdetektáló készlettel. A szöveteket radioimmunprecipitation assay (RIPA) pufferben, habarcs és mozsár típusú rotációs homogenizátorral lizáltuk, és FLEXMAP 3D gépen vizsgáltuk. A szöveti lizátum fehérje koncentrációt a bicinchonininsav (BCA) módszerrel mértük.

Statisztikai analízis

Az adatokat átlag ± SD vagy szám (%) formájában fejezzük ki. Az összes adatot a Grubbs-módszerrel, az úgynevezett extrém studentized deviate módszerrel is elvégeztük [27]. 2 csoport összehasonlítására párosítatlan Mann-Whitney U tesztet hajtottak végre [28]. A több mint 2 csoportot tartalmazó adatokat Kruskal-Wallis teszttel és ha P2 teszttel elemeztük. A korrelációkat Spearman rangkorrelációjával határoztuk meg, és bemutattuk a korrelációs együtthatóval és a P értékkel. Logisztikai regresszióval becsültük az összefüggést az UC státusza (szemben a kontroll) és az egyes zsírsavak 1-szórásnövekedése között, korrigálatlanul és életkor, BMI vagy nem alapján [29]. Becsültünk külön modelleket az egyes kiigazítási változókra az események korlátozott száma miatt [30]. A zsírsav páratlan arányainak 10% -os változása (a kiigazítatlanokhoz igazítva) a zavarás bizonyítékának tekinthető. A logisztikai regresszió eredményeit 95% -os konfidencia intervallummal (95% CI) való szorzó arány (OR) alkalmazásával összegezzük. Amikor több összehasonlítást végeztünk a szöveti citokinekkel való asszociációról, P 1. táblázatot vettünk figyelembe.

Étrendi bevitel

Összességében az alanyok 72,6% -a teljesítette az étrendi bevitel értékelését; a válaszarány nem volt különbözõ az alcsoportok között (1. táblázat). Az étrendi értékelést befejező vagy nem befejező alanyok kiindulási jellemzői nem különböztek egymástól (az adatokat nem mutatjuk be). A szérumgyűjtés és az összes étrendi visszahívási interjú befejezése közötti napok átlagos száma 33 volt, standard eltéréssel 35,1 nap. A teljes étrendi zsír- és százalékos zsírbevitel magasabb volt az UC-alanyokban a kontrollokhoz képest (2. táblázat). Az összes kilokalória, az SFA, az egyszeresen telítetlen zsírsavak (MUFA) és a PUFA bevitele mérsékelten emelkedett az UC alanyokban, de nem érte el a statisztikai szignifikanciát. Az AA és az olajsav (OA) bevitele szignifikánsan magasabb volt az UC alanyokban (2. táblázat). A zsírsavbevitelt szövettan vagy DAI nem társította a betegség aktivitásával (az adatokat nem közöljük). A BMI nem volt összefüggésben a teljes energia bevitelével (kontroll, P = 0,547; UC, P = 0,521) vagy a zsír bevitelével (kontroll, P = 0,859; UC, P = 0,156). A szteroidterápiában szenvedő UC-alanyoknál alacsonyabb a zsírbevitel iránya (64,45 ± 23,07 g/nap szteroidokkal szemben, szemben az 54,38 ± 26,25 g/nap nem szteroidokkal szemben); megfigyelt.