A testtömeg-index és a test közötti összefüggés Firmicutes/Bacteroidetes arány egy ukrán felnőtt lakosság körében

Absztrakt

Háttér

A metagenomikai vizsgálatok megerősítik, hogy az elhízás összefügg a bél mikrobiota összetételével. Van azonban néhány vita a bélmikrobiális közösségek összetételéről az elhízott egyénekben, különböző populációkban. A testtömegindex és a mikrobiota összetétel közötti összefüggés vizsgálata ukrán populációban, a széklet koncentrációja Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobaktériumok és Firmicutes/Bacteroidetes (F/B) arányt 61 felnőtt egyénnél elemeztük.

arány

Eredmények

A relatív bősége Actinobaktériumok kicsi volt (5–7%), és összehasonlítható volt a különböző BMI kategóriákban. A tartalom Firmicutes fokozatosan növelték, miközben a Bacteroidetes a testtömeg-index (BMI) növekedésével csökkent. Az F/B arány szintén emelkedett a BMI növekedésével. Egy kiigazítatlan logisztikai regressziós modellben az F/B arány szignifikánsan társult a BMI-vel (OR = 1,23, 95% CI 1,09–1,38). Ez az összefüggés továbbra is szignifikáns volt azután, hogy alkalmazkodott az olyan zavarókhoz, mint az életkor, a nem, a dohányzás és a fizikai aktivitás (OR = 1,33, 95% CI 1,11–1,60).

Következtetések

A kapott adatok azt mutatják, hogy Ukrajnában a felnőtt lakosság elhízott személyeinek szintje lényegesen magasabb Firmicutes és alacsonyabb szintű Bacteroidetes normál testsúlyú és sovány felnőttekhez képest.

Háttér

A testtömeg, a fogyás és a főbb baktériumcsoportokban bekövetkező változások közötti összefüggéseket a világ számos országában, így Ukrajnában sem vizsgálták eddig. Jelen tanulmány célja az volt, hogy értékelje a bél mikrobiota fő phyla összetételének különbségeit Ukrajnában, különböző BMI-vel rendelkező felnőtteknél.

Mód

Vizsgálati populáció

A székletmintákat 61 egészséges felnőtt személytől (átlagéletkor 44,2 év) nyertük 2016. március és május között (1. kiegészítő fájl: S1. Táblázat). Ezeket az alanyokat a BMI alapján négy csoportba sorolták: akiknek a BMI 2-e (alsúlyos személyek), akiknek a BMI-je 18,5 és 24,9 kg/m 2 között van (normál emberek), azoknak, akiknek a BMI-je 25,0 és 29,9 kg között van/m 2 (túlsúlyos személyek) és azok, akiknek BMI-je ≥ 30,0 kg/m 2 (elhízott személyek). A kizárási kritériumok a következők voltak: onkológiai vagy endokrinológiai betegség, anorexia, pszichiátriai rendellenességek és bármely krónikus betegség akut visszaesése. A vizsgált alanyok demográfiai és életmódbeli jellemzőit az 1. táblázat mutatja be.

Mintagyűjtés és DNS kivonás

Minden alany friss székletmintákat adott a helyszínen egy széklettartályban. A székletürítéstől számított 10 percen belül a székletmintákat alikvotáljuk, és az alikvot részeket 20 ° C-on 1 hétig azonnal tároljuk a DNS-izolálásig. A DNS-t 1,5–2 fagyasztott széklet-alikvotból extraháltuk fenol-kloroform módszerrel, protokoll szerint [29]. A DNS-t végül 200 μl elúciós pufferben eluáltuk. A DNS mennyiségét és minőségét a NanoDrop ND-8000 (Thermo Scientific, USA) készülékkel mértük. A 20 ng-nél alacsonyabb DNS-koncentrációjú vagy 1,8-nál kisebb A 260/280-as koncentrációjú mintákat etanolos kicsapásnak vetettük alá, hogy koncentráljuk, vagy tovább tisztítottuk, hogy megfeleljenek a minőségi előírásoknak.

Oligonukleotid primerek

Különböző taxonok mennyiségi meghatározása qPCR segítségével a 16S rRNS gént célzó primerek alkalmazásával, specifikusak a Firmicutes, Actinobacteriumok és Bakteroidetes, valamint univerzális primereket végeztünk. A primer szekvenciák a következők voltak:

Bacteroidetes:

798cfbF AAACTCAAAKGAATTGACGG (Előre).

és cfb967R GGTAAGGTTCCTCGCGCTAT (hátramenet),

928F - TGAAACTYAAGGAATTGACG (előre).

és 1040FirmR ACCATGCACCACCTGTC (fordított),

Actinobaktériumok:

Act920F3 TACGGCCGCAAGGCTA (Előre).

és Act1200R TCRTCCCCACCTTCCTCCG (fordított),

és univerzális bakteriális 16S rRNS szekvenciák:

926F AAACTCAAAKGAATTGACGG (Előre).

és 1062R CTCACRRCACGAGCTGAC (hátramenet).

PCR amplifikáció

A PCR-reakciót valós idejű Rotor-Gene 6000 termikus ciklusban hajtottuk végre (QIAGEN, Németország). A PCR reakció körülményei egy 5 perces kezdeti denaturálási lépésből álltak 95 ° C-on, 30 ciklusban 95 ° C-on 15 másodpercig, izzítással 15 másodpercig és 72 ° C-on 30 másodpercig, és egy utolsó megnyújtási lépésből 72 ° C-on 15 percig. 5 perc. Minden PCR reakció 0,05 egység/μl Taq-polimerázt (Sigma Aldrich), 0,2 mM minden dNTP-t, 0,4 μM minden primert, 1 × puffert tartalmazott,

10 ng DNS és víz 25 μl-re [30]. A mintákat az összes primer párral amplifikáltuk három példányban. A Cts (univ és spec) voltak azok a küszöbciklusok, amelyeket a termocikler regisztrált. Az egyes párokból kapott átlagos Ct értéket százalékokká alakítottuk a [28] képlettel.

A mikrobiális összetétel azonosítása

A mikrobiális összetétel meghatározását a fő mikrobiális phyla szintjén az összes baktérium DNS azonosításával, a Bacteroidetes, Firmicutes és Actinobacterium DNS-t kvantitatív valós idejű PCR-rel (qRT-PCR) végeztük, gén-célzott primerek alkalmazásával.

Statisztikai analízis

A statisztikai elemzést a STATISTICA 11.0 szoftverrel végeztük. Shapiro – Wilk tesztet alkalmaztunk az összes vizsgált kvantitatív változó eloszlásának normalitásának tesztelésére. Mivel a változók nem követték a normál eloszlást, az adatok további elemzéséhez nem parametrikus módszereket választottak, például Spearman-féle korrelációt és többváltozós logisztikai regressziót. A BMI kategóriák közötti statisztikai különbség azonosítása érdekében az egyes törzsek medián bőségét Kruskal-Wallis teszttel hasonlítottuk össze.

Eredmények

A fő mikrobiális phyla relatív bősége a különböző BMI kategóriák között jelentősen változott. A relatív bősége Actinobaktériumok kicsi volt (5–7%), és összehasonlítható volt a különböző BMI kategóriákban. A tartalom Firmicutes fokozatosan növelték, miközben a Bacteroidetes csökkent a BMI növekedésével; az F/B arány is emelkedett a BMI növekedésével (2. táblázat, 1. és 2. ábra).