Az étrendi koleszterin a bél mikrobiotájának és a

Célkitűzés Az alkoholmentes zsírmájbetegséghez (NAFLD) társult májsejtes karcinóma (HCC) világszerte egyre nagyobb terhet jelent az egészségügyi ellátás terén. Megvizsgáltuk az étrendi koleszterin szerepét a NAFLD – HCC hajtásában a bél mikrobiotájának és metabolitjainak modulálásával.

Tervezés A magas zsírtartalmú/magas koleszterinszintű (HFHC), magas zsírtartalmú/alacsony koleszterinszintű vagy normál chow étrendet 14 hónapig táplálták a C57BL/6 hím alomtársaknak. Koleszterinszint-csökkentő atorvasztatint adtak a HFHC-vel táplált egereknek. A csíra mentes egereket különböző étrendben táplált egerek székletével ültettük át, hogy meghatározzuk a koleszterin-modulált mikrobiota közvetlen szerepét a NAFLD – HCC-ben. A bél mikrobiotáját 16S rRNS szekvenálással, a szérum metabolitokat pedig folyadékkromatográfia – tömegspektrometria (LC – MS) metabolomikus analízissel elemeztük. A széklet mikrobiális összetételeit 59 hiperkoleszterinémiás betegnél és 39 egészséges kontrollnál vizsgálták.

Eredmények A magas étrendi koleszterin a steatosis, a steatohepatitis, a fibrózis és végül a HCC progressziójához vezetett egerekben, inzulinrezisztenciával egyidejűleg. A koleszterin által kiváltott NAFLD – HCC képződés a bél mikrobiota dysbiosisához társult. A mikrobiota összetétel egyértelműen a steatosis, a steatohepatitis és a HCC szakaszaiban csoportosult. A Mucispirillum, a Desulfovibrio, az Anaerotruncus és a Desulfovibrionaceae egymás után növekedett; míg a Bifidobacterium és a Bacteroides kimerült a HFHC-vel táplált egerekben, amelyet humán hiperkoleszterémia-betegek igazoltak. Az étrendben a koleszterin indukálta a bél bakteriális metabolitjainak megváltozását, beleértve a megnövekedett taurocholsavat és a csökkent 3-indolepropionsavat. A HFHC-vel etetett egerek székletével csíramentes egerek máj lipidfelhalmozódást, gyulladást és sejtproliferációt mutattak ki. Sőt, az atorvasztatin helyreállította a koleszterin által kiváltott bél mikrobiota dysbiosist és teljesen megakadályozta a NAFLD – HCC fejlődését.

Következtetések Az étrendi koleszterin az egerekben a bél mikrobiotájának és metabolitjainak megváltoztatásával indukálja a NAFLD – HCC képződést. A koleszterin gátló terápia és a bél mikrobiota manipuláció hatékony stratégiák lehetnek a NAFLD – HCC megelőzésében.

étrendi tényezők
Kövér máj
alkoholmentes steatohepatitis
a bél mikrobiológiája

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?

Az alkoholmentes zsírmájbetegséghez (NAFLD) társult májsejtes karcinóma (HCC) világszerte egyre növekvő egészségügyi terhet jelent.

A koleszterin egy fő lipotoxikus molekula.

Mik az új eredmények?

A magas zsírtartalmú magas koleszterinszintű étrend (HFHC) spontán és szekvenciálisan indukálta a zsírmájat, a steatohepatitist, a fibrózist és a NAFLD – HCC kialakulását, míg a magas zsírtartalmú alacsony koleszterinszintű étrend hím egerekben csak máj steatózist váltott ki.

Az étrendi koleszterin által kiváltott NAFLD – HCC képződés a bél mikrobiota dysbiosisával társult. A mikrobiota összetétele a NAFLD – HCC képződés szakaszaiban változott: a Mucispirillum, a Desulfovibrio, az Anaerotruncus és a Desulfovibrionaceae szekvenciálisan növekedett; míg a Bifidobacterium és a Bacteroides kimerült a HFHC-vel táplált egerekben, amelyet humán hiperkoleszterémia-betegek igazoltak.

A bélbaktériumok metabolitjainak változását, beleértve a megnövekedett szérum taurocholsavat (TCA) és a kimerült 3-indolepropionsavat (IPA), a NAFLD – HCC-ben találták. Az IPA gátolta a koleszterin által kiváltott lipid felhalmozódást és a sejtproliferációt, míg a TCA súlyosbította a koleszterin által kiváltott triglicerid felhalmozódást az emberi normális, immortalizált hepatocita sejtvonalban.

A HFHC-vel táplált egerek székletével kezelt csíra nélküli egerek máj lipidfelhalmozódást, gyulladást és sejtproliferációt mutattak, összhangban a donor egerek fenomáival.

Antikoleszterin-kezelés helyreállította az étrendben a koleszterin által kiváltott bél mikrobiota dysbiosist és teljesen megakadályozta a NAFLD – HCC képződést.

Hogyan befolyásolhatja belátható időn belül a klinikai gyakorlatot?

Eredményeink azt mutatják, hogy az antikoleszterin-gyógyszer és a bél mikrobiota manipulációja hatékony stratégiát jelenthet a NAFLD – HCC megelőzésében.

Bevezetés

A bél mikrobiota szimbiotikus kapcsolatban áll gazdájával, és táplálékkal és energiával járul hozzá az étrendi komponensek, köztük a vastagbél koleszterin metabolizálásával. 9 Számos tanulmány szerint a bél mikrobioma olyan környezeti tényező, amely hozzájárul a NAFLD fejlődéséhez és a NAFLD-be történő fejlődéséhez –HCC.10, 11 A mikrobából származó metabolitok, például az epesav, a rövid láncú zsírsavak és a trimetilamin, valamint az általuk befolyásolt jelátviteli utak hozzájárulhatnak a NAFLD fejlődéséhez.12 13 Különösen a 3- (4-hidroxi-fenil) -laktát, a a bél mikrobiómájából származó metabolitnak közös a gén hatása mind a máj steatosisával, mind a fibrózissal.14 Ezenkívül beszámoltak a bél mikrobiota profiljának diétás koleszterin általi megváltoztatásáról is.15 által kiváltott NASH és NAFLD – HCC progresszió továbbra sem tisztázott.

Jelen tanulmányt az étrendi koleszterin szerepének és a kapcsolódó molekuláris mechanizmusok meghatározásának céljából végeztük a NAFLD – HCC kialakulásában. Megállapítottuk, hogy az étrendi koleszterin spontán NAFLD – HCC képződést okozott a koleszterin által kiváltott bél mikrobiotaváltozások és metabolomikus változások miatt. A koleszterin gátlás helyreállította a bél mikrobiotáját és teljesen megakadályozta a NAFLD – HCC fejlődését.

Anyagok és metódusok

Állatok és diéták

A hím C57BL/6 vad típusú alomtársakat (8 hetesek) normál chow-val (NC, 18% zsír, 58% szénhidrát, 24% fehérje, 0% koleszterin), magas zsírtartalmú/alacsony koleszterinszintű diétával (HFLC, 43,7) etették % zsír, 36,6% szénhidrát, 19,7% fehérje, 0,013% koleszterin) vagy magas zsírtartalmú/magas koleszterinszintű étrend (HFHC, 43,7% zsír, 36,6% szénhidrát, 19,7% fehérje, 0,203% koleszterin) (Speciális takarmányok, Glen Forrest, WA) ad libitum 14 hónapig. Az egereket HFLC-vel vagy HFHC-vel is etették 3, 8,10 és 12 hónapig (n = 8–19 csoportonként). További kísérletekben atorvastatint (20 mg/kg) adtak a HFHC-vel táplált egereknek 7 hónapos étrend megkezdése után, és további 7 hónapig folytatták (n = 10 csoportonként). Az egereket 12/12 órás világos/sötét ciklusban tartottuk. A kísérleti végpontokon az egereket éheztettük, és a szérumot/szöveteket összegyűjtöttük. 16 Testtömegeket és zsigeri zsírtömegeket rögzítettünk. A májat gyorsan kivágták és megmérték. Kiértékeltük a felületi csomók jelenlétét és méreteit. A HCC-ket hisztológiailag megerősítették mind durván, mind szövettanilag nyilvánvaló csomókból. A májdaganatokat elkülönítették, folyékony nitrogénben lefagyasztották és -80 ° C-on tárolták a további kísérletekhez. Az egerek székletmintáit a bakteriális 16S rRNS gén szekvenálásához és az orális szondázáshoz gyűjtöttük.

C57BL/6 hím csíra mentes egereket (7 hét) tenyésztettek a kínai állambeli Hadügyi Orvostudományi Egyetem laboratóriumi állattudományi tanszékén, Chongqingban. A felnőtt (8 hetes) egereket három csoportra osztottuk (csoportonként 11–28 egér), és 0 és 7 hónaposan kétszer szoptattunk NC, HFLC, HFHC vagy HFHC egerekkel táplált hagyományos egerek székletével, amelyeket atorvasztatinnal kezeltünk 14 éven át. hónapok. Röviden: 1 g székletmintát homogenizáltunk 5 ml foszfáttal pufferolt sóoldatban (PBS). A fogadó egereket ezután 200 μl szuszpenzióval átültettük gyomorszondával. Az egyes csoportokból származó egereket véletlenszerűen választottuk ki, és a transzplantációt követően 8, 10 vagy 14 hónappal felöltük őket.

További módszereket az online kiegészítő fájl 1 tartalmaz.

Kiegészítő anyag

Eredmények

Az étrendi koleszterin spontán hajtja a NAFLD – HCC fejlődését

Az étrendi koleszterin szerepének vizsgálatához a steatosis, a NASH, a fibrózis és az azt követő NAFLD – HCC evolúciójában az egereket HFHC-vel, 17 HFLC-vel vagy NC-vel etettük. Az alfa-fetoprotein (AFP, májrák marker) szérumszintjét különböző időpontokban (3, 8, 10, 12 és 14 hónap) figyeltük. Magas AFP-szintet figyeltek meg a 10. hónapban (107,1 ± 127,9 ng/ml), amelyet a HFHC-vel etetett egerekben a 12. hónapban (151,6 ± 129,3 ng/ml) és a 14. hónapban (174,2 ± 203,1 ng/ml) tovább növeltek, összehasonlítva HFLC-vel (50,9 ± 7,5 ng/ml HFLC-ben) vagy NC-vel (59,7 ± 20,9 ng/ml) a 14. hónapban (1A. ábra). Az MRI-vizsgálat májdaganatot mutatott HFHC-vel táplált egerekben, de HFLC-vel táplált vagy NC-vel táplált egerekben a 14. hónapban nem (1B ábra). Az egereket ezután a 14. hónapban gyűjtöttük össze. A májdaganatot a HFHC-vel etetett egerek 68% -ában (13/19) azonosították, HFLC-vel vagy NC-diétával táplált egerekben azonban nem (1C. Ábra). A májmetszetek szövettani vizsgálata megerősítette, hogy minden májdaganat HCC volt (1C. Ábra), egérenként átlagosan 2,7 ± 2,6 HCC volt, és a maximális tumorátmérő 4,1 ± 5,0 mm volt. A HFHC-vel táplált egerek májszekcióiban lényegesen több Ki-67 pozitív sejt van, mint a HFLC-vel táplált egerekben, ami a HFHC-vel táplált egerekben megnövekedett sejtproliferációt jelez (1C ábra). Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az étrendi koleszterin spontán kiválthatja a NAFLD – HCC képződést.