Bélmikrobiom 1-es típusú cukorbetegségben: átfogó áttekintés

Metabolizmus és endokrinológia tanszék, a második Xiangya kórház, Közép-Déli Egyetem, Changsha, Kína

cukorbetegségben

Cukorbetegség-immunológiai laboratórium (Central South University), Oktatási Minisztérium, Metabolikus Betegségek Nemzeti Klinikai Kutatóközpontja, Changsha, Kína

Metabolizmus és endokrinológia tanszék, a második Xiangya kórház, Közép-Déli Egyetem, Changsha, Kína

Cukorbetegség-immunológiai Fő laboratórium (Central South University), Oktatási Minisztérium, Metabolikus Betegségek Országos Klinikai Kutatóközpontja, Changsha, Kína

Metabolizmus és endokrinológia tanszék, a második Xiangya kórház, Közép-Déli Egyetem, Changsha, Kína

Cukorbetegség-immunológiai Fő laboratórium (Central South University), Oktatási Minisztérium, Metabolikus Betegségek Országos Klinikai Kutatóközpontja, Changsha, Kína

Levelezés

Zhiguang Zhou, Metabolizmus és Endokrinológia Tanszék, Második Xiangya Kórház, Közép-Déli Egyetem, 139 Ren Min Middle Road, Changsha, Hunan 410011, Kína.

Metabolizmus és endokrinológia tanszék, a második Xiangya kórház, Közép-Déli Egyetem, Changsha, Kína

Cukorbetegség-immunológiai Fő laboratórium (Central South University), Oktatási Minisztérium, Metabolikus Betegségek Országos Klinikai Kutatóközpontja, Changsha, Kína

Metabolizmus és endokrinológia tanszék, a második Xiangya kórház, Közép-Déli Egyetem, Changsha, Kína

Cukorbetegség-immunológiai Fő laboratórium (Central South University), Oktatási Minisztérium, Metabolikus Betegségek Országos Klinikai Kutatóközpontja, Changsha, Kína

Metabolizmus és endokrinológia tanszék, a második Xiangya kórház, Közép-Déli Egyetem, Changsha, Kína

Cukorbetegség-immunológiai Fő laboratórium (Central South University), Oktatási Minisztérium, Metabolikus Betegségek Országos Klinikai Kutatóközpontja, Changsha, Kína

Levelezés

Zhiguang Zhou, Metabolizmus és Endokrinológia Tanszék, Második Xiangya Kórház, Közép-Déli Egyetem, 139 Ren Min Middle Road, Changsha, Hunan 410011, Kína.

Összegzés

Az 1-es típusú cukorbetegség (T1D) egy autoimmun betegség, amelyet a hasnyálmirigy szigeti β-sejtjeinek genetikai és környezeti tényezők által kiváltott pusztulása jellemez. Az elmúlt évtizedekben kiterjedt családi és a genom egészére kiterjedő társulási vizsgálatok több mint 50 kockázati lokuszt tártak fel a genomban. A genetikai fogékonyság azonban nem magyarázhatja a T1D világszerte megnövekedett előfordulását, amelyet nagy valószínűséggel a környezeti tényezők, különösen a bél mikrobiomjának növekvő hatása tulajdonít. A közelmúltban a bél mikrobiomjának a T1D patogenezisében betöltött szerepét mind az ember, mind az állatmodellek egyre növekvő bizonyítékai feltárták, ami erősen jelzi, hogy a bél mikrobioma a T1D-kiváltó tényezők, különösen a környezeti tényezők sarkalatos központja lehet. Ebben az áttekintésben összefoglaljuk a bél mikrobiomjának jelenlegi etiológiai és mechanikai tanulmányait a T1D-ben. A bélmikrobiom T1D-ben betöltött szerepének jobb megértése hatékony prognosztikai és terápiás eszközökkel szolgálhat a közeljövőben.

1 AZ 1. TÍPUSÚ DIABÉT BEMUTATÁSA

Az 1-es típusú cukorbetegség (T1D) egy szervspecifikus autoimmun betegség, amelyet a T-limfociták és más immunsejtek beszivárgó és támadó hasnyálmirigy-β-sejtek okoznak, ami a β-sejtek elpusztulását és inzulinhiánossá válást eredményez. 1 Az 1-es típusú cukorbetegség 2 altípusból áll. A T1D túlnyomó része az autoimmun típusú (T1A), kisebb arányban a nem autoimmun típusú, más néven idiopátiás 1-es típusú cukorbetegség (T1B). A klinikai gyakorlatban szigeti sejt autoantitesteket, köztük anti-inzulin autoantitestet (IAA), glutaminsav-dekarboxiláz antitestet (GADA), anti-fehérje tirozin-foszfatázhoz hasonló fehérjét (IA-2A) és cink transzporter 8 antitestet (ZnT8A) használnak a T1A diagnosztizálására. és azonosítsa a magas kockázatú alanyokat. 2-4 Epidemiológiailag a T1D incidenciája évente 3-5% -kal nő. 5 Ezenkívül számos tényező befolyásolja a T1D iránti fogékonyságot, beleértve a genetikai és környezeti tényezőket is. Bár a nem nagyon fontos tényező számos autoimmun betegségben (a nők általában érzékenyebbek, mint a férfiak), az embereknél a T1D prevalenciájában nincs nemi különbség. 6-8

A genetikai tényezők tekintetében több mint 50 T1D-érzékenységi gént fedeztek fel családi kapcsolatok elemzése és a genom egészére kiterjedő asszociációs vizsgálatok. Nevezetesen, nem minden gén járul hozzá egyformán a T1D-érzékenységhez. Különösen a HLA-DR és -DQ gének teszik ki a betegség kockázatának körülbelül 40-50% -át. 9-11 Más érzékenységi gének, köztük a PTPN22, az IL2Ra és a CTLA4 szintén szorosan összefüggenek a T1D-vel. 12-14

2 BÉL MIKROBIÓMA ÉS 1. TÍPUSÚ CUKORBETŰSÉG

2.1 A bél mikrobiomjának bemutatása

A bélmikrobiom körülbelül 500-1000 különböző baktériumfajt és 100 billió (1014) baktériumot tartalmaz, amelyek a gyomor-bél traktusban találhatók. A bélmikrobiom és a testünk közötti szimbiotikus kapcsolat miatt a bélmikrobiómát kommenzális baktériumoknak is nevezik. 26 A bélben és a belekben található mikrobák általában Gram-pozitív (G +) és Gram-negatív (G−) populációkra oszlanak. 27, 28 A gyomor-bél traktusokat általában 4 baktérium phyla uralja 16S rRNS szekvenálás alapján, beleértve Firmicutes, Bacteroides, Proteobaktériumok, és Actinobaktériumok. 29. Firmicutes és Bacteroidetes a felnőttek béljében és belében a leggyakoribb phylát képezik, és Actinobaktériumok a szoptatott csecsemők bélében domináns. 30 Bifidobacterium a legtöbb baktérium a Actinobaktériumok és probiotikus mikroorganizmusoknak tekintik. Itt idézzük a mikrobiota és a mikrobióm meghatározását Samantha és Whiteside által. 31 A mikrobiota egy adott környezetben található mikroorganizmusokra utal, és 16S rRNS szekvenálással detektálható. A mikrobiom azonban nagyobb tartományra utal, amely nemcsak a 16S rRNS régiót foglalja magában, hanem az egész baktérium genomot és termékeket is. 31

2.2 A bélmikrobiom szerepe a T1D-ben

A bélmikrobiomát a T1D-érzékenység másik alapvető modulátorának tekintik az elmúlt években, amit egy nagyon gyorsan növekvő számú tanulmány mutat be. 2008-ban Wen és munkatársai azt találták, hogy a specifikus kórokozóktól mentes (SPF) állapot védi a myeloid differenciálódás elsődleges válaszgén88 (MyD88) -hiányos NOD egereit a T1D-től. A csíramentes (GF) környezet azonban megfordította a betegség elleni védelmet ezekben az egerekben, jelezve, hogy a bél mikrobiome kritikus tényező lehet a T1D patogenezisében. 41 A következő tanulmányok azt mutatták Bacillus cereus késleltetheti a T1D megjelenését és csökkentheti a betegség előfordulását a GF NOD egerekben és a BB-DP patkányokban. 42 Baktérium A. muciniphila védett NOD egerek a T1D-től, különösen csecsemőkorban, ami arra utal, hogy a korai szülés utáni kritikus idő volt a mikrobiális védelmi szerep megvalósulásához. 24 Ugyanakkor egyes, a bélben lévő baktériumok által kiválasztott peptidek utánozták a hasnyálmirigy autoantigénjét és az aktivált diabetogén CD8 T-sejteket, hogy felgyorsítsák az inzulitist a NOD egerekben. 43 Hasonlóan, Citrobacter rodentium kimutatták, hogy elősegíti a T1D fejlődését. Mindezek a tanulmányok azt mutatták, hogy a bél mikrobiómája kulcsfontosságú modulátor lehet a T1D patogenezisében.

2.3 A bél mikrobiom taxonómiai változásai a T1D patogenezisében