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工程技术 | Gastroenterology: 饮食乳化剂羧甲基纤维素的随机对照饲养研究揭示了其对肠道菌群和代谢组的不利影响

2024-02-07 网络

已成顺利完已成表征。与前的学术研究相反,结果辨识密切关系已成对靠近(未有量化的UniFrac)的PCoA辨识病人实质上曾一度存在强力的聚类,暗示十二指肠动物细胞会集合第一分已成的生物体间差别总体有约了饮食习惯短期发生变化的倍受到影响(左图2A,Permanova P = .001)。因此,作为注意CMC对每个病人的潜在倍受到影响的一种用以,我们可用在第4天上午采集的结果辨识,即病人在学术研究前开始服药CMC的那一天,对所有动物细胞会集合第一分已成信息顺利完已成归一化。该用以辨识,在先为涉在此期间饮食习惯CMC的病人的动物细胞会集合第一分已成发生了大得多的变动,引致PCoA左图在生食CMC 10天后辨识出显著的基于处理处理过程的聚类(左图2B,Permanova第0天P = 0.928,第9天P = 0.228,第14天P = 0.002)。此外,对从第4天早上开始的Bray-Curtis靠近变动的分析方法辨识,与依此第一组相比较,CMC第一组在先为涉在此期间的动物细胞会集合变动趋势大得多(左图2C,P = .102)。这些动物细胞会集合第一分已成的比较变动在依此第一组和CMC第一组密切关系的每日腐肉总重量(左图S4)或腐肉病原体通量从未有显著变动(左图2D,饮食习惯effectP = 0.503)。在先为涉在此期间,门和目高水平分析方法未有辨识CMC第一组和依此第一组密切关系曾一度存在显著差别(左图S5)。对CMC第一组和依此第一组密切关系差别最显著的序列突变(SVs)的实地调查辨识,与第4天相比较,依此第一组病人在第14天的SVs普遍稳定,比较个数极为接近1(左图S6),而这些SVs的比较丰度倍受CMC消耗量的显著倍受到影响,包括普氏栖粪杆真菌(Faecalibacterium prausnitzii)和瘤胃球真菌(Ruminococcus sp.)的降低,以及罗斯氏真菌(Roseburia sp.)和毛螺真菌科(Lachnospiraceae)的增大(左图S6)。虽然很难将功用性灾难性有用地看做这些发生变化,但我们注意到,生食CMC可能会引致普氏栖粪杆真菌的损失,这与肥胖症有关,并且值得注意可能会介导坏处特异性的产生,如短链脂肪酸。

CMC还下降了动物细胞会集合的充沛度,这是各种病症静止状态的标志,如仅有匀度(左图2E,饮食习惯effectP = 0.070,第9天P = 0.059,第14天P = 0.032)和Shannon指数(饮食习惯effectP = 0.151,第14天P = 0.091)的下降所示。为了进一步学术研究CMC对动物细胞会集合第一分已成的倍受到影响,我们接下来对饮食习惯CMC前10天或此后不久(分别为第4天和第14天)利用的腐肉结果辨识顺利完已成鸟枪宏基因第一组化学合已成。通量过滤读长被分配到归类集合和功用。可用Bray-Curtis靠近的PCoA分析方法来比较病人聚类前所有结果辨识在归类和功用上的差别(左图3A和S7A),总结了可用16S rRNA脱氧核糖核酸信息辨别到的模式。尽管如此,根据归类法(左图S7B-C),尤其是基于功用的分析方法(左图3B-C,Bray-Curtis靠近的PCoA分析方法),依此第一组和CMC饮食习惯第一组病人的结果辨识在处理处理过程后仍曾一度存在显著的聚类。通过Maaslin2确切的涡轮机此类聚集的显著发生变化的功用类型包括多种动物细胞会糖类种系统,暗示CMC诱导的动物细胞会集合第一分已成发生变化不太可能对动物细胞会集合功用产生较广倍受到影响(左图3D)。

左图2. 羧甲基树脂摄取对动物细胞会集合第一分已成的倍受到影响。A,通过16S rRNA基因化学合已成检验的学术研究举例来说动物细胞会集合的未有量化UniFrac靠近向量的合而为一矢量分析方法。所有间隔时间点都值得注意在透露前,结果辨识由举例来说纹理。B,根据第4天的个数对每个SVs顺利完已成标准化后,学术研究举例来说动物细胞会集合第一分已成在第0、9和14天的Bray-Curtis靠近向量的合而为一矢量分析方法,结果辨识按第一组纹理。C,每第一组动物细胞会集合落结构随间隔时间的变动,通过从第4天到随后几天的Bray-Curtis靠近定量。D,16S qPCR检验的腐肉病原体负荷。E,在第0、9和14天,CMC先为涉第一组与依此第一组的仅有匀度和Shannon α自然定量个数的变动。可用双向方差分析方法对Bonferroni后检查(E左图)、多重t检查(E左图)或PERMANOVA分析方法(A-B左图)的多次比较顺利完已成录入,以确切测量误差。

左图 3. 羧甲基树脂摄取对腐肉宏基因第一组的倍受到影响。 A ,通过鸟枪化学合已成检验学术研究举例来说宏基因第一组( uniref90 类型)的 Bray-Curtis 差别的合而为一矢量分析方法。第 4 天和第 14 天值得注意在透露前,结果辨识由举例来说纹理。 B-C ,学术研究举例来说宏基因第一组在第 4 天( B )和第 14 天( C )的 Bray-Curtis 靠近向量的合而为一矢量分析方法,通过鸟枪法化学合已成检验,结果辨识按第一组纹理。

2 腐肉糖类第一组的变动

为了学术研究CMC对动物细胞会集合倍受到影响的功用性灾难性,我们首先检查了腐肉前值得注意介导宿合而为一动物细胞会集合耦合的分子高水平。可用TLR4和TLR5简报细胞会分别辨识,饮食习惯CMC不可能会倍受到影响腐肉前脂多糖和鞭毛蛋白的高水平(左图4A,B,Bonferroni多重比较测试的混合effect分析方法,4A的饮食习惯effectP = 0.413,4B的饮食习惯effectP = 0.220,Bonferroni录入了所有天数的P>0.1)。腐肉lipocalin-2(一种瘙痒标志物)的高水平从未有显著变动(左图4C,Bonferroni多重比较测试的混合effect分析方法,饮食习惯effectP = .258,Bonferroni录入P>1,所有天数)。接下来,我们试左图较广地学术研究CMC发生变化腐肉糖类第一组的总体,腐肉糖类第一组既倍受十二指肠动物细胞会集合的倍受到影响,又介导其对宿合而为一的许多倍受到影响。我们可用了一种基于1H NMR的靶向分析方法,必须定量定量肥胖症人腐肉前有用检查到的近40种特异性,其前许多特异性不太可能倍受到十二指肠动物细胞会集合的倍受到影响。总体而言,动物细胞会集合糖类功用的人际一般而言远低于物种第一分已成的一般而言,我们比较了依此第一组和CMC饮食习惯病人密切关系的腐肉糖类第一组,未有顺利完已成标准化以纠正病人密切关系的基础差别。因此,在饮食习惯CMC前(第4天),学术研究第一组的腐肉糖类第一组从未有显著的聚类(左图4D,Permanova第0天P = 0.573)。相比较之下,在饮食习惯CMC后,这种用以辨识出显著的区别依此与CMC幼小病人的腐肉糖类第一组的潜能(左图4D,Permanova第9天P = 0.001,第14天P = 0.001)。同时,在第14天辨识每个病人的每个特异性的生物体个数(左图S8),以及通过热左图查看各第一组随间隔时间的平仅有个数(左图4E),暗示CMC饮食习惯的病人的腐肉糖类第一组平仅有耗尽了一系列动物细胞会集合就其的特异性,包括短链脂肪酸和胺基酸。在开始饮食习惯CMC后3天内,这些变动极为显著,在整个饮食习惯CMC在此期间保持相近,并且在大近1个月底后(第48天)对病人再一取样时,这些变动前变已成(左图4E)。此外,基于NMR的腐肉蛋白质浓度检查暗示,腐肉前大量蛋白质的数量降低,如左图S9所示。尽管腐肉病原体通量(左图2D,调整后的P = 0.503)或每个病人产生的总腐肉通量从未有显著差别(左图S4,依此第一组的第一组内腐肉总重量变动P = 0.903,CMC第一组的第一组内腐肉总重量变动P = 0.990),但CMC病人腐肉前特异性的消耗发生了,反对它总结了病原体的损失或腐肉稀释。CMC也从未有并不需要依赖性基于NMR的蛋白质检查(左图S10),这暗示这些特异性的降低并不总结技术上的人为各种因素,而是CMC饮食习惯耗尽了一系列与动物细胞会集合就其的特异性。

左图4. 羧甲基树脂摄取对腐肉糖类第一组的倍受到影响。A,用HEK-TLR4简报细胞会定量的从第0天到随后几天腐肉前小分子LPS高水平的变动。B,用HEK-TLR5简报细胞会定量的从第0天到随后几天腐肉前小分子鞭毛蛋白高水平的变动。C,从第0天到随后的几天,腐肉前瘙痒标志物Lipocalin-2高水平的变动。D,学术研究举例来说腐肉糖类第一组在第0、9和14天的Euclidean靠近的合而为一矢量分析方法,结果辨识按第一组纹理。E,在学术研究处理过程前示范举例来说腐肉糖类第一组的热左图。F,在依此第一组和CMC处理处理过程第一组前,从第0天到随后的几天,腐肉前羧甲基树脂高水平的变动。G,依此第一组从第0天到随后的几天腐肉前羧甲基树脂高水平的变动。可用双向方差分析方法(Bonferroni post-test)或每一次t检查(用假推测率用以对panel G顺利完已成录入)对多个比较顺利完已成录入,从而确切测量误差;*P

3 一种新CMC计量方法用以

可用放射性上标CMC顺利完已成的动物学术研究暗示,大多数上标在腐肉前被消除了,暗示该锂吸收不良。因此,我们开发新了一种新基于1H NMR的分析方法用以,该用以检查到接倍受含CMC饮食习惯的病人腐肉前内含大量看似完整的CMC,并与生食依此饮食习惯的病人和正常饮食习惯的病人顺利完已成了比较(左图4F和S11)。虽然通过本测试测得的CMC非零高水平不太可能总结了背景(即,另一种不具备完全相近CMC类星体特性的腐肉特异性),但生食无添加剂饮食习惯的举例来说的高水平显著下降(除第13天龙的所有间隔时间点P

4 肠小肠与动物细胞会集合密切关系的靠近和CMC脆弱病人的鉴定

一系列慢性瘙痒病症(包括IBD、糖类syndrome和癌症)前宿合而为一动物细胞会集合耦合发生变化的一个完全相近于性是十二指肠动物细胞会集合侵入一般来说接近无真菌的实质上皱褶层。因此,我们理论上,我们理论上CMC的摄取不太可能引致动物细胞会集合降低病原体-角质层靠近,这是通过共展示出显凝镜在先为涉期前或此后利用的Carnoy前保留的近端结肠前定量到的。平仅有而言,依此第一组或CMC第一组的病原体角质层靠近在学术研究处理过程前从未有发生变化。然而,CMC第一组前的2名生物体病人辨识该常量显著下降,因此他们的辨识CMC暴露出后病原体极为接近角质层(左图5A和S13),这让人想起了在IBD患者前所做的辨别。应用Fisher简单检查辨别到,在学术研究处理过程前,7名CMC饮食习惯的病人前有2名和9名依此病人前有0名乏善可陈出这种表型变动,给出的双尾P个数为0.175,虽然不合理统计测量误差的一般标准,但仍暗示其有合理的不太风险是CMC处理处理过程的结果。因此,我们检查了是否有任何外科和/或动物细胞会集合常量可以让我们深入了解这些看似CMC脆弱的病人。尽管这些病人在外科常量或瘙痒标志物全面性从未有不同的反应,但比较于CMC第一组前的其他举例来说,他们在饮食习惯CMC后的动物细胞会集合第一分已成的比较变动显著大得多(左图5B-C,第一组effectP = 0.004)。此外,这些病人的腐肉LPS高水平显著升高(左图5D,第一组effectP = 0.005)。可用Bray-Curtis靠近的β自然检查对功用高水平的宏基因第一组信息顺利完化学物质析方法后推测,比较于CMC第一组的其他举例来说,这两名举例来说在CMC摄取后的动物细胞会集合功用比较变动显著大得多(左图5G,P = 0.0002)。外科测试开始时顺利完已成的共通点完全相近于性分析方法暗示,CMC脆弱病人仅有为已成年,与CMC第一组的其他已成员相比较年龄组较小,从未有任何其他显著差别(肥胖、身高、BMI、SBP、DBP,左图5H)。总的来说,这些结果暗示,一些生物体不太可能因摄取CMC而容易发生宿合而为一动物细胞会集合耦合的发生变化,未有来的学术研究有必要实地调查对十二指肠肥胖症的曾一度倍受到影响。

左图5. 对羧甲基树脂摄取的反应的病人间突变性。A,食品聚乙烯CMC摄取对动物细胞会集合导向(最近病原体与角质层凹凸不平的靠近)的倍受到影响,在先为涉前和先为涉后定量。B,对于来自CMC处理处理过程第一组的每个学术研究举例来说,从第4天到随后的几天,Bray-Curtis靠近向量的变动。C,Bray-Curtis靠近向量的变动,对于CMC-Insensitive和CMC-Sensitive第一组,从第4天到随后的几天。D,用HEK-TLR4简报细胞会定量的从第0天到随后几天腐肉前小分子LPS高水平的变动。E,用HEK-TLR5简报细胞会定量的从第0天到随后几天腐肉前小分子鞭毛蛋白高水平的变动。F,从第0天到随后的几天,腐肉前瘙痒标志物Lipocalin-2高水平的变动。G,通过 Bray-Curtis靠近定量的食品聚乙烯CMC摄取对腐肉宏基因第一组的倍受到影响。H,学术研究开始根据CMC脆弱性静止状态对学术研究举例来说顺利完已成生物遗传学表征。可用单向方差分析方法录入了Bonferroni后检查的多次比较(左图A和G)或双向方差分析方法录入了Bonferroni后检查的多次比较(左图C、D、E和F)。NS,无博弈论本质。

讨论

20世纪前期以后,慢性瘙痒病症发病率的增大与离地加工乳制品的消费量的增大大致相当,曾一度以来一直暗示此类乳制品的某些化学物质不太可能可能会有利于瘙痒。对十二指肠动物细胞会集合在涡轮机瘙痒前的关键作用的认识引致人们对必须制止宿合而为一-动物细胞会集合关系的乳制品添加剂产生兴趣。我们以前的学术研究推测,一些饮食习惯聚乙烯可以在肾脏和动物数学用以前倍受到影响动物细胞会集合,从而有利于瘙痒性病症,这暗示这些锂不太可能是这一术语的一个说明例子。然而,这些化学物质在多大总体上实际增大了人类所生食的剂量和频率的病症风险,仍然不太只不过。我们的学术研究结果暗示,生食一种较广可用的乳制品添加剂,即合已成聚乙烯羧甲基树脂(CMC),以一种看似有害的方式将倍受到影响人类所的动物细胞会集合,这是填补这一知识空白的一步。

基于系统性的乳制品添加剂学术研究在检验特定乳制品添加剂灾难性全面性的潜能有限,原因很多。首先,这些化学物质在商业制备的乳制品前的浓度并从未有被较广的路透社,这使得定量估计人类所的乳制品添加剂消耗量兼具挑战性。此外,加工乳制品一般来说内含多种潜在有害化学物质,这使得区别的涡轮机各种因素不易辨识。由于需要长间隔时间的随访,检验乳制品添加剂对病症发病率倍受到影响的随机依此测试极为不具备挑战性。尽管如此,它们仍然是鉴定特定倍受到影响化学物质的换已成黄金标准目的,例如人工甜味剂。事实上,控制饮食习惯学术研究,如我们的学术研究,是在受制于的环境污染下学术研究人类所对短期饮食习惯暴露出的生理反应的理想用以。我们的设计使我们必须注意与慢性病就其的动物细胞会集合变动,其前前提出了因果关系。我们辨别到十二指肠动物细胞会集合、腐肉糖类第一组的显著变动,以及在一部分举例来说前,动物细胞会集合侵入了十二指肠角质层。CMC饮食习惯后腐肉糖类第一组的合而为一要变动是在在坏处特异性的损失。我们指出这种变动不太可能总结了关键归类集合的夺去和/或动物细胞会集合落内稳态的普遍摧毁。我们还或许,可以通过二阶腐肉前的CMC高水平来定量CMC的摄取量,从而发放了一种用以来有利于曾一度学术研究,以解决CMC暴露出在发达各地区有利于慢性病日益流行的总体。

本学术研究前可用的CMC剂量(15 g/人/天)不太可能有约大多数人的CMC摄取量,但不太可能接近饮食习惯合而为一要由内含大量聚乙烯的离地加工乳制品第一分已成的人的聚乙烯消耗总量,其前许多只不过对肾脏培养的人类所动物细胞会集合产生无法控制倍受到影响。虽然本学术研究集前在一种特定的乳制品添加剂CMC上,但获得的结果大力支持了将这一基本术语应用领域其他低浓度饮食习惯聚乙烯及其组分的前提,从而更是好地模拟其在加工乳制品前的可用。此外,我们指出重要的是要辨识聚乙烯在肾脏对人体动物细胞会集合的离地一般而言倍受到影响在体内的遗忘总体。最后,虽然我们的学术研究从未有推测CMC脆弱/CMC不脆弱的举例来说,但我们的结果暗示,动物细胞会集合对这种乳制品添加剂的反应不太可能是离地独创的。虽然需要后续学术研究来更是好地了解这种生物体间的差别性,并检验其在涡轮机动物细胞会集合介导的病症静止状态前的关键作用,但我们的推测指出,特定的乳制品添加剂不太可能可能会制止宿合而为一-动物细胞会集合的关系,从而有利于生物体亚集合前的病症。如果我们的结果在曾一度随访的大型学术研究前取得推测,那么确切的有助于不太可能可能会为肥胖症的饲料选择发放信息,并有利于更是肥胖症的加工乳制品的开发新。

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