Nature.com saytiga tashrif buyurganingiz uchun tashakkur. Siz foydalanayotgan brauzer versiyasida CSS qo'llab-quvvatlashi cheklangan. Eng yaxshi natijalarga erishish uchun brauzeringizning yangi versiyasidan foydalanishingizni tavsiya qilamiz (yoki Internet Explorer-da moslik rejimini o'chirib qo'ying). Shu bilan birga, doimiy qo'llab-quvvatlashni ta'minlash uchun biz saytni uslublarsiz yoki JavaScriptsiz ko'rsatmoqdamiz.
Essential tremorni (ET) erta tashxislash, ayniqsa sog'lom nazorat guruhi (HC) va Parkinson kasalligidan (PD) farqlashda qiyin bo'lishi mumkin. Yaqinda ichak mikrobiotasi va uning metabolitlari uchun najas namunalarini tahlil qilish neyrodegenerativ kasalliklarning yangi biomarkerlarini kashf etish uchun yangi usullarni taqdim etdi. Ichak florasining asosiy metaboliti sifatida qisqa zanjirli yog 'kislotalari (SCFA) PDda najasda kamayadi. Biroq, najasli SCFA ETda hech qachon o'rganilmagan. Biz ETda SCFA ning najas darajasini o'rganishni, ularning klinik alomatlar va ichak mikrobiotasi bilan bog'liqligini baholashni va ularning potentsial diagnostika qobiliyatini aniqlashni maqsad qilganmiz. Najasli SCFA va ichak mikrobiotasi 37 ETda, 37 ta yangi PDda va 35 ta HCda o'lchandi. Qabziyat, vegetativ disfunktsiya va tremorning og'irligi shkala yordamida baholandi. Propionat, butirat va izobutiratning najas darajasi ETda HCga qaraganda pastroq edi. Propion, yogʻ va izobutirik kislotalarning kombinatsiyasi ET ni HC dan AUC 0,751 (95% CI: 0,634–0,867) bilan ajratib koʻrsatdi. Najasdagi izovaler kislotasi va izobutirik kislota darajasi ET da PD ga qaraganda pastroq edi. Izovaler kislotasi va izobutirik kislota AUC 0,743 (95% CI: 0,629–0,857) bilan ET va PD oʻrtasida farq qiladi. Najasdagi propionat qabziyat va vegetativ disfunktsiya bilan teskari bogʻliq. Izobutirik kislota va izovaler kislotasi tremorning ogʻirligiga teskari bogʻliq. Najasdagi SCFA miqdorining pasayishi ET da Faecalibacterium va Streptobacterium miqdorining kamayishi bilan bogʻliq edi. Shunday qilib, najasdagi SCFA miqdori ET da kamayadi va klinik koʻrinishning ogʻirligi va ichak mikrobiotasidagi oʻzgarishlar bilan bogʻliq. Najasdagi propion kislotasi, butir kislotasi, izobutir kislotasi va izovalerian kislotasi ET uchun potentsial diagnostik va differentsial diagnostik biomarkerlar bo'lishi mumkin.
Essential tremor (ET) - bu asosan yuqori oyoq-qo'llarning titrashi bilan tavsiflangan progressiv, surunkali neyrodegenerativ kasallik bo'lib, u bosh, ovoz paychalari va pastki oyoq-qo'llar kabi tananing boshqa qismlariga ham ta'sir qilishi mumkin 1. ETning klinik xususiyatlari nafaqat motor alomatlarini, balki ba'zi motor bo'lmagan belgilarni, jumladan, oshqozon-ichak kasalliklarini ham o'z ichiga oladi 2. Essential tremorning patologik va fiziologik xususiyatlarini o'rganish uchun ko'plab tadqiqotlar o'tkazildi, ammo aniq patofiziologik mexanizmlar aniqlanmagan 3,4. So'nggi tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, mikrobiota-ichak-miya o'qining disfunktsiyasi neyrodegenerativ kasalliklarga olib kelishi mumkin va ichak mikrobiotasi va neyrodegenerativ kasalliklar o'rtasida potentsial ikki tomonlama bog'liqlik borligiga oid dalillar ortib bormoqda 5,6. Shunisi e'tiborga loyiqki, bitta holat haqida hisobotda najas mikrobiotasini transplantatsiya qilish bemorda ham essential tremorni, ham irritabiy ichak sindromini yaxshilagan, bu ichak mikrobiotasi va essential tremor o'rtasidagi yaqin bog'liqlikni ko'rsatishi mumkin. Bundan tashqari, biz ET bilan og'rigan bemorlarda ichak mikrobiotasida o'ziga xos o'zgarishlarni ham topdik, bu ET8 da ichak disbiozining muhim rolini kuchli qo'llab-quvvatlaydi.
Neyrodegenerativ kasalliklarda ichak disbioziga kelsak, PD eng ko'p o'rganilgan hisoblanadi5. Muvozanatsiz mikrobiota ichak o'tkazuvchanligini oshirishi va ichak gliyasini faollashtirishi mumkin, bu esa alfa-sinukleinopatiyalarga olib keladi9,10,11. PD va ET ma'lum bir ustma-ust tushadigan xususiyatlarga ega, masalan, ET va PD bemorlarida titroqning o'xshash chastotasi, ustma-ust tushadigan dam olish tremori (PDda odatiy tremor) va postural tremor (asosan ET bemorlarida uchraydi), bu ularni farqlashni qiyinlashtiradi. erta bosqichlar 12. Shuning uchun biz shoshilinch ravishda ET va PD o'rtasidagi farqni aniqlash uchun foydali oynani ochishimiz kerak. Shu nuqtai nazardan, ETdagi o'ziga xos ichak disbiozi va unga bog'liq metabolit o'zgarishlarini o'rganish va ularning PDdan farqlarini aniqlash ET tashxisi va differentsial diagnostikasi uchun potentsial biomarkerlarga aylanishi mumkin.
Qisqa zanjirli yog 'kislotalari (QZKK) ichak bakterial fermentatsiyasi natijasida hosil bo'ladigan asosiy metabolitlar bo'lib, ular ichak-miya o'zaro ta'sirida muhim rol o'ynaydi deb hisoblanadi13,14. QZKK yo'g'on ichak hujayralari tomonidan so'riladi va portal venoz tizim orqali jigarga tashiladi va ba'zi QZKK tizimli qon aylanishiga kiradi. QZKK ichak to'sig'ining yaxlitligini saqlash va ichak shilliq qavatida tug'ma immunitetni rag'batlantirishga mahalliy ta'sir ko'rsatadi15. Ular, shuningdek, G oqsili bilan bog'langan retseptorlarni (GPCR) BBB16 dan o'tish uchun rag'batlantirish orqali qattiq bog'lanish oqsillarini rag'batlantirish va neyronlarni faollashtirish orqali qon-miya to'sig'iga (BBB) ​​uzoq muddatli ta'sir ko'rsatadi. Asetat, propionat va butirat yo'g'on ichakda eng ko'p uchraydigan QZKK hisoblanadi. Avvalgi tadqiqotlar Parkinson kasalligi bilan og'rigan bemorlarda sirka, propion va butir kislotalarining najas darajasining pasayishini ko'rsatdi17. Biroq, ET bilan og'rigan bemorlarda najasdagi QZKK darajasi hech qachon o'rganilmagan.
Shunday qilib, bizning tadqiqotimiz ET bilan og'rigan bemorlarda najasli SCFAdagi o'ziga xos o'zgarishlarni va ularning PD bilan og'rigan bemorlardan farqlarini aniqlashga, najasli SCFA ning SCFA klinik belgilari va ichak mikrobiotasi bilan bog'liqligini baholashga, shuningdek, najas namunalarining potentsial diagnostika va differentsial diagnostika imkoniyatlarini aniqlashga qaratilgan edi. KZHK. PD ga qarshi dorilar bilan bog'liq chalkashtiruvchi omillarni bartaraf etish uchun biz yangi boshlangan Parkinson kasalligi bilan og'rigan bemorlarni kasallikni nazorat qilish vositasi sifatida tanladik.
37 ta ET, 37 ta PD va 35 ta HC ning demografik va klinik xususiyatlari 1-jadvalda umumlashtirilgan. ET, PD va HC yoshi, jinsi va BMI bo'yicha moslashtirildi. Uch guruhda ham chekish, spirtli ichimliklar ichish va kofe va choy ichish nisbati o'xshash edi. PD guruhining Wexner balli (P = 0,004) va HAMD-17 balli (P = 0,001) HC guruhiga qaraganda yuqoriroq edi, ET guruhining HAMA balli (P = 0,011) va HAMD-17 balli (P = 0,011) esa HC guruhiga qaraganda yuqoriroq edi. ET guruhida kasallikning kechishi PD guruhiga qaraganda ancha uzoqroq edi (P<0,001).
Najasdagi propion kislotasi (P = 0,023), sirka kislotasi (P = 0,039), yog' kislotasi (P = 0,020), izovalerian kislotasi (P = 0,045) va izobutirik kislota (P = 0,015) darajalarida sezilarli farqlar mavjud edi. Keyingi post-hoc tahlillarida ET guruhidagi propion kislotasi (P = 0,023), yog' kislotasi (P = 0,007) va izobutirik kislota (P = 0,040) darajalari HC guruhidagi darajalarga qaraganda ancha past edi. ET bilan og'rigan bemorlarda izovalerat (P = 0,014) va izobutirat (P = 0,005) darajasi PD bilan og'rigan bemorlarga qaraganda pastroq edi. Bundan tashqari, najasli propion kislotasi (P = 0,013), sirka kislotasi (P = 0,016) va butir kislotasi (P = 0,041) darajasi PD bilan og'rigan bemorlarda KK bilan og'rigan bemorlarga qaraganda pastroq bo'lgan (1-rasm va 1-qo'shimcha jadval).
ag mos ravishda propion kislotasi, sirka kislotasi, yog' kislotasi, izovalerik kislota, valerik kislota, kapron kislotasi va izobutyrik kislotaning guruh taqqoslashini ifodalaydi. Uch guruh o'rtasida najasdagi propion kislotasi, sirka kislotasi, yog' kislotasi, izovalerik kislota va izobutyrik kislota darajasida sezilarli farqlar mavjud edi. ET essential tremor, Parkinson kasalligi, sog'lom HC nazorati, SCFA. Sezilarli farqlar *P < 0,05 va **P < 0,01 bilan ko'rsatilgan.
ET guruhi va PD guruhi o'rtasidagi kasallik kechishidagi farqni hisobga olgan holda, biz keyingi taqqoslash uchun erta PD bilan og'rigan 33 bemorni va ET bilan og'rigan 16 bemorni (kasallik kechishi ≤3 yil) tekshirdik (2-qo'shimcha jadval). Natijalar shuni ko'rsatdiki, ET ning najasdagi propion kislotasi miqdori HA ga qaraganda ancha past edi (P=0,015). Butir kislotasi va izobutirik kislota uchun ET va HC o'rtasidagi farq ahamiyatli emas edi, ammo tendentsiya hali ham kuzatildi (P = 0,082). Najasdagi izobutirat darajasi ET bilan og'rigan bemorlarda PD bilan og'rigan bemorlarga nisbatan sezilarli darajada past edi (P = 0,030). Izovaler kislotasining ET va PD o'rtasidagi farq ahamiyatli emas edi, ammo tendentsiya hali ham mavjud edi (P = 0,084). Propion kislotasi (P = 0,023), sirka kislotasi (P = 0,020) va yog' kislotasi (P = 0,044) PD bemorlarida HC bemorlariga qaraganda sezilarli darajada past bo'lgan. Bu natijalar (1-qo'shimcha rasm) odatda asosiy natijalarga mos keladi. Umumiy namuna va erta bemor kichik guruhi o'rtasidagi natijalardagi farq kichik guruhdagi namuna hajmining kichikroq bo'lishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin, bu esa ma'lumotlarning statistik kuchining pasayishiga olib keladi.
Keyin biz najasdagi SCFA darajalari ET bilan og'rigan bemorlarni CU yoki PD bilan og'rigan bemorlardan ajrata oladimi yoki yo'qligini tekshirdik. ROC tahliliga ko'ra, propionat darajasining AUC farqi 0,668 ni tashkil etdi (95% CI: 0,538-0,797), bu esa ET bilan og'rigan bemorlarni HC dan ajratish imkonini berdi. ET va GC bilan og'rigan bemorlarni AUC 0,685 (95% CI: 0,556–0,814) bo'lgan butirat darajalari bo'yicha ajratish mumkin. Izobutirik kislota darajasidagi farqlar ET bilan og'rigan bemorlarni AUC 0,655 (95% CI: 0,525–0,786) bo'lgan HC dan ajratishi mumkin. Propionat, butirat va izobutirat darajalarini birlashtirganda, sezgirligi 74,3% va o'ziga xosligi 72,9% bo'lgan yuqori AUC 0,751 (95% CI: 0,634–0,867) olindi (2a-rasm). ET va PD bemorlarini farqlash uchun izovaler kislotasi darajalari uchun AUC 0,700 (95% CI: 0,579–0,822) va izobutirik kislota darajalari uchun 0,718 (95% CI: 0,599–0,836) ni tashkil etdi. Izovaler kislotasi va izobutirik kislota darajalarining kombinatsiyasi yuqori AUC 0,743 (95% CI: 0,629–0,857), sezgirligi 74,3% va o'ziga xosligi 62,9% ni tashkil etdi (2b-rasm). Bundan tashqari, biz Parkinson kasalligi bilan og'rigan bemorlarning najasidagi SCFA darajasi nazorat guruhidagidan farq qiladimi yoki yo'qligini tekshirdik. ROC tahliliga ko'ra, propion kislotasi darajasidagi farqlarga asoslanib, PD bilan og'rigan bemorlarni aniqlash uchun AUC 0,687 (95% CI: 0,559-0,814) ni tashkil etdi, sezgirligi 68,6% va o'ziga xosligi 68,7%. Asetat darajasidagi farqlar PD bilan og'rigan bemorlarni AUC 0,674 (95% CI: 0,542–0,805) bo'lgan HClardan ajratishi mumkin. PD bilan og'rigan bemorlarni CU dan faqat AUC 0,651 (95% CI: 0,515–0,787) bo'lgan butirat darajasi bo'yicha farqlash mumkin. Propionat, asetat va butirat darajasini birlashtirganda, AUC 0,682 (95% CI: 0,553–0,811) olindi (2c-rasm).
Rus pravoslav cherkovining ET va HC ga nisbatan kamsitilishi; b Rus pravoslav cherkovining ET va PD ga nisbatan kamsitilishi; c ROC ning PD va HC ga nisbatan kamsitilishi. ET essential tremor, Parkinson kasalligi, sog'lom HC nazorati, SCFA.
ET bilan og'rigan bemorlarda najasdagi izobutirik kislota darajasi FTM balli bilan salbiy bog'liq edi (r = -0.349, P = 0.034) va najasdagi izovalerian kislota darajasi FTM balli bilan salbiy bog'liq edi (r = -0.421, P = 0.001) va TETRAS balli bilan salbiy bog'liq edi. (r = -0.382, P = 0.020). ET va PD bilan og'rigan bemorlarda najasdagi propionat darajasi SCOPA-AUT ballari bilan salbiy bog'liq edi (r = −0.236, P = 0.043) (3-rasm va 3-qo'shimcha jadval). ET guruhida (P ≥ 0.161) yoki PD guruhida (P ≥ 0.246) kasallikning kechishi va SCFA o'rtasida sezilarli bog'liqlik yo'q edi (4-qo'shimcha jadval). PD bilan og'rigan bemorlarda najasdagi kaproik kislota darajasi MDS-UPDRS ballari bilan ijobiy korrelyatsiyaga ega edi (r = 0.335, P = 0.042). Barcha ishtirokchilarda najasdagi propionat (r = −0.230, P = 0.016) va asetat (r = −0.210, P = 0.029) darajalari Wexner ballari bilan salbiy korrelyatsiyaga ega edi (3-rasm va 3-qo'shimcha jadval).
Najasdagi izobutirik kislota darajasi FTM ballari bilan, izovalerian kislota FTM va TETRAS ballari bilan, propion kislotasi SCOPA-AUT ballari bilan, kapron kislotasi MDS-UPDRS ballari bilan ijobiy va propion kislotasi FTM va TETRAS ballari bilan salbiy korrelyatsiyalangan. TETRAS va sirka kislotasi Wexner ballari bilan salbiy korrelyatsiyalangan. MDS-UPDRS Assotsiatsiyasi homiyligidagi yagona Parkinson kasalligi reyting shkalasining versiyasi, Mini-Ruhiy holat tekshiruvi MMSE, Hamilton Depressiya reyting shkalasi HAMD-17, 17 ta element, Hamilton xavotir reyting shkalasi HAMA, HY Hoehn va Yahr bosqichlari, SCFA, SCOPA – AUT Parkinson kasalligi avtonom alomatlari natijalari shkalasi, FTM Fana-Tolosa-Marin klinik tremor reyting shkalasi, TETRAS tadqiqot guruhi (TRG) asosiy tremor reyting shkalasi. Muhim farqlar *P < 0,05 va **P < 0,01 bilan ko'rsatilgan.
Biz LEfSE tahlili yordamida ichak mikrobiotasining diskriminatsion xususiyatini yanada o'rganib chiqdik va keyingi tahlil uchun jinsning nisbiy ko'plik ma'lumotlari darajasini tanladik. ET va HC o'rtasida hamda ET va PD o'rtasida taqqoslashlar o'tkazildi. Keyin ikki taqqoslash guruhida ichak mikrobiotasining nisbiy ko'pligi va najasli SCFA darajalari bo'yicha Spearman korrelyatsiyasi tahlili o'tkazildi.
ET va CA tahlilida Faecalibacterium (yog' kislotasi bilan o'zaro bog'liq, r = 0.408, P < 0.001), Lactobacillus (yog' kislotasi bilan o'zaro bog'liq, r = 0.283, P = 0.016), Streptobacterium (propion kislotasi bilan o'zaro bog'liq, r = 0.327) mavjud edi. , P = 0.005; yog' kislotasi bilan o'zaro bog'liq, r = 0.374, P = 0.001; izobutirik kislota bilan o'zaro bog'liq, r = 0.329, P = 0.005), Howardella (propion kislotasi bilan o'zaro bog'liq, r = 0.242, P = 0.041), Raoultella (propionat bilan o'zaro bog'liq, r = 0.249, P = 0.035) va Candidatus Arthromitus (izobutirik kislota bilan o'zaro bog'liq, r = 0.302, P = 0.010) ETda kamayganligi va najasli SCFA darajasi bilan ijobiy bog'liqligi aniqlandi. Biroq, Stenotropomonas miqdori ETda oshdi va najasli izobutirat darajasi bilan salbiy bog'liq edi (r = -0.250, P = 0.034). FDR sozlamasidan so'ng, faqat Faecalibacterium, Catenibacter va SCFA o'rtasidagi bog'liqliklar sezilarli darajada saqlanib qoldi (P ≤ 0.045) (4-rasm va 5-qo'shimcha jadval).
ET va HC ning korrelyatsiya tahlili. FDR sozlamasidan so'ng, ETda Faecalibacterium (butirat bilan ijobiy bog'liq) va Streptobacterium (propionat, butirat va izobutirat bilan ijobiy bog'liq) miqdori kamayganligi va najasdagi SCFA darajalari bilan ijobiy bog'liqligi aniqlandi. b ET va PD ning korrelyatsiya tahlili. FDR sozlamasidan so'ng, sezilarli bog'liqliklar topilmadi. ET essential tremor, Parkinson kasalligi, sog'lom HC nazorati, SCFA. Sezilarli farqlar *P < 0,05 va **P < 0,01 bilan ko'rsatilgan.
ET va PD ni tahlil qilganda, Clostridium trichophyton ETda ko'payganligi va najasdagi izovalerian kislotasi (r = -0.238, P = 0.041) va izobutirik kislota (r = -0.257, P = 0.027) bilan bog'liqligi aniqlandi. FDR sozlamasidan so'ng, ikkalasi ham sezilarli darajada qoldi (P≥0.295) (4-rasm va 5-qo'shimcha jadval).
Ushbu tadqiqot najasdagi SCFA darajasini o'rganadigan va ularni ET bilan og'rigan bemorlarda ichak mikrobiotasidagi o'zgarishlar va alomatlarning og'irligi bilan CU va PD bilan og'rigan bemorlarga nisbatan o'zaro bog'laydigan keng qamrovli tadqiqotdir. Biz ET bilan og'rigan bemorlarda najasdagi SCFA darajasi pasayganligini va klinik og'irlik va ichak mikrobiotasidagi o'ziga xos o'zgarishlar bilan bog'liqligini aniqladik. Najasdagi qisqa zanjirli yog 'kislotalarining (SCFA) kümülatif darajalari ET ni GC va PD dan farqlaydi.
GC bemorlari bilan solishtirganda, ET bemorlarida propion, butirik va izobutirik kislotalarning najasdagi darajasi pastroq. Propion, butirik va izobutirik kislotalarning kombinatsiyasi ET va HC o'rtasida AUC 0,751 (95% CI: 0,634–0,867), sezgirligi 74,3% va o'ziga xosligi 72,9% bilan farqlashi mumkin, bu ularning ET uchun diagnostik biomarkerlar sifatida potentsial rol sifatida ishlatilishini ko'rsatadi. Keyingi tahlillar shuni ko'rsatdiki, najasdagi propion kislotasi darajasi Wexner balli va SCOPA-AUT balli bilan salbiy bog'liq. Najasdagi izobutirik kislota darajasi FTM ballari bilan teskari bog'liq edi. Boshqa tomondan, ETdagi butirat darajasining pasayishi SCFA ishlab chiqaradigan mikrobiota, Faecalibacterium va Categorybacter miqdorining pasayishi bilan bog'liq edi. Bundan tashqari, ETdagi katenibacter miqdorining pasayishi najasdagi propion va izobutirik kislota darajasining pasayishi bilan ham bog'liq edi.
Yo'g'on ichakda ishlab chiqarilgan SCFAlarning aksariyati kolonotsitlar tomonidan asosan H+ ga bog'liq yoki natriyga bog'liq monokarboksilat tashuvchilari orqali qabul qilinadi. So'rilgan qisqa zanjirli yog 'kislotalari kolonotsitlar uchun energiya manbai sifatida ishlatiladi, kolonotsitlarda metabolizmga uchramaganlari esa portal qon aylanishiga tashiladi 18. SCFAlar ichak harakatiga ta'sir qilishi, ichak to'siq funktsiyasini kuchaytirishi va xo'jayin metabolizmi va immunitetiga ta'sir qilishi mumkin19. Ilgari butirat, asetat va propionatning najasdagi konsentratsiyasi PD bemorlarida HCs17 ga nisbatan kamayganligi aniqlangan edi, bu bizning natijalarimizga mos keladi. Bizning tadqiqotimiz ET bilan og'rigan bemorlarda SCFA ning kamayganligini aniqladi, ammo SCFA ning ET patologiyasidagi roli haqida kam narsa ma'lum. Butirat va propionat GPCRlarga bog'lanib, MAPK va NF-κB20 signalizatsiyasi kabi GPCR ga bog'liq signalizatsiyaga ta'sir qilishi mumkin. Ichak-miya o'qining asosiy kontseptsiyasi shundaki, ichak mikroblari tomonidan ajralib chiqadigan SCFAlar xo'jayin signalizatsiyasiga ta'sir qilishi va shu bilan ichak va miya faoliyatiga ta'sir qilishi mumkin. Butirat va propionat giston deatsetilaza (HDAC) faolligiga kuchli inhibitiv ta'sir ko'rsatganligi sababli21 va butirat transkripsiya omillari uchun ligand vazifasini ham bajarishi mumkinligi sababli, ular asosan genlarni boshqarishga ta'siri tufayli mezbon metabolizmi, differentsiatsiyasi va proliferatsiyasiga keng ta'sir ko'rsatadi22. SCFA va neyrodegenerativ kasalliklardan olingan dalillarga asoslanib, butirat buzilgan HDAC faolligini tuzatish qobiliyati tufayli terapevtik nomzod hisoblanadi, bu esa PD23,24,25 da dopaminergik neyronlarning o'limiga vositachilik qilishi mumkin. Hayvonlar bo'yicha tadqiqotlar shuningdek, butirik kislotaning dopaminergik neyron degeneratsiyasining oldini olish va PD modellarida harakat buzilishlarini yaxshilash qobiliyatini ko'rsatdi26,27. Propion kislotasi yallig'lanish reaktsiyalarini cheklashi va BBB yaxlitligini himoya qilishi aniqlandi28,29. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, propion kislotasi PD modellarida 30 rotenon toksikligiga javoban dopaminergik neyronlarning omon qolishini rag'batlantiradi va propion kislotasini og'iz orqali qabul qilish PD 31 bilan kasallangan sichqonlarda dopaminergik neyronlarning yo'qolishi va motor etishmovchiligini qutqaradi. Izobutirik kislotaning funktsiyasi haqida kam narsa ma'lum. Biroq, yaqinda o'tkazilgan tadqiqot shuni ko'rsatdiki, B. ovale bilan sichqonlarning kolonizatsiyasi ichakdagi SCFA miqdorini (shu jumladan, asetat, propionat, izobutirat va izovalerat) va ichakdagi GABA konsentratsiyasini oshirdi, bu esa ichak mikrobiotasi va ichakdagi SCFA konsentratsiyasi o'rtasida bog'liqlik o'rnatilganligini ta'kidlaydi. neyrotransmitterlar32. ET uchun serebellumdagi g'ayritabiiy patologik o'zgarishlar Purkinje hujayra aksonlari va dendritlaridagi o'zgarishlar, Purkinje hujayralarining siljishi va yo'qolishi, savat hujayralari aksonlaridagi o'zgarishlar va Purkinje hujayralari yadrolariga ko'tariluvchi tolali ulanishlardagi anomaliyalarni o'z ichiga oladi, bu esa serebellumdan GABAergik chiqindilarning pasayishiga olib keladi3,4,33. SCFAlar Purkinje hujayralarining neyrodegeneratsiyasi va serebellum GABA ishlab chiqarishning pasayishi bilan bog'liqmi yoki yo'qmi, noma'lumligicha qolmoqda. Bizning natijalarimiz SCFA va ET o'rtasida yaqin bog'liqlikni ko'rsatadi; ammo, kesma tadqiqot dizayni SCFA va ET kasallik jarayoni o'rtasidagi sababiy bog'liqlik haqida hech qanday xulosa chiqarishga imkon bermaydi. Najasli SCFAlarning ketma-ket o'lchovlari, shuningdek, mexanizmlarni o'rganuvchi hayvonlar bo'yicha tadqiqotlar kabi qo'shimcha uzunlamasına kuzatuv tadqiqotlari zarur.
SCFAlar yo'g'on ichakning silliq mushaklarining qisqarishini rag'batlantiradi deb hisoblanadi34. SCFA yetishmasligi ich qotishi alomatlarini kuchaytiradi va SCFA bilan qo'shimcha ravishda qabul qilish PD35 ich qotishi alomatlarini yaxshilashi mumkin. Bizning natijalarimiz shuningdek, ET bilan og'rigan bemorlarda najasdagi SCFA miqdorining kamayishi va ich qotishi va vegetativ disfunktsiya o'rtasida sezilarli bog'liqlikni ko'rsatadi. Bir holat hisobotida mikrobiota transplantatsiyasi 7-bemorda ham essential tremor, ham irritabiy ichak sindromini yaxshilaganligi aniqlandi, bu esa ichak mikrobiotasi va ET o'rtasidagi yaqin bog'liqlikni ko'rsatadi. Shuning uchun, biz najasdagi SCFA/mikrobiota xo'jayin ichak harakatiga va vegetativ nerv tizimining ishlashiga ta'sir qilishi mumkinligiga ishonamiz.
Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, ETdagi najasli SCFA darajasining pasayishi Faecalibacterium (butirat bilan bog'liq) va Streptobacterium (propionat, butirat va izobutirat bilan bog'liq) miqdorining kamayishi bilan bog'liq. FDR tuzatilgandan so'ng, bu bog'liqlik sezilarli bo'lib qolmoqda. Faecalibacterium va Streptobacterium SCFA ishlab chiqaruvchi mikroorganizmlardir. Faecalibacterium butirat ishlab chiqaruvchi mikroorganizm ekanligi ma'lum36, Catenibacter fermentatsiyasining asosiy mahsulotlari esa asetat, butirat va sut kislotasi37 hisoblanadi. Faecalibacterium ET va HC guruhlarining 100% da aniqlandi; ET guruhining o'rtacha nisbiy miqdori 2,06% va HC guruhiniki 3,28% ni tashkil etdi (LDA 3,870). Ushbu toifadagi bakteriya HC guruhining 21,6% da (8/37) va ET guruhining faqat 1 ta namunasida (1/35) aniqlandi. ETda streptobakteriyalarning kamayishi va aniqlanmasligi kasallikning patogenligi bilan bog'liqligini ham ko'rsatishi mumkin. HC guruhidagi Catenibacter turlarining o'rtacha nisbiy ko'pligi 0,07% ni tashkil etdi (LDA 2.129). Bundan tashqari, sut kislotasi bakteriyalari najas butiratining o'zgarishi bilan bog'liq edi (FDR sozlamasidan keyin P=0,016, P=0,096) va artrit nomzodi izobutiratning o'zgarishi bilan bog'liq edi (FDR sozlamasidan keyin P=0,016, P=0,072). FDR tuzatmasidan so'ng, faqat korrelyatsiya tendentsiyasi saqlanib qoladi, bu statistik jihatdan ahamiyatli emas. Laktobakteriyalar, shuningdek, SCFA (sirka kislotasi, propion kislotasi, izobutirik kislota, butirik kislota) ishlab chiqaruvchilari sifatida ham ma'lum 38 va Candidatus Arthromitus T yordamchi 17 (Th17) hujayra differentsiatsiyasining o'ziga xos induktori bo'lib, Th1/2 va Treglar immun muvozanati bilan bog'liq /Th1739. . Yaqinda o'tkazilgan tadqiqot shuni ko'rsatadiki, najasli psevdoartritning yuqori darajasi yo'g'on ichak yallig'lanishiga, ichak to'sig'i disfunktsiyasiga va tizimli yallig'lanishga olib kelishi mumkin 40. Clostridium trichophyton ETda PDga nisbatan ko'paygan. Clostridium trichoides miqdori izovaler kislotasi va izobutirik kislota bilan salbiy bog'liqligi aniqlandi. FDR sozlamasidan so'ng, ikkalasi ham sezilarli darajada saqlanib qoldi (P≥0.295). Clostridium pilosum yallig'lanish bilan bog'liqligi ma'lum bo'lgan va ichak to'sig'i disfunktsiyasiga hissa qo'shishi mumkin bo'lgan bakteriya 41. Oldingi tadqiqotimizda ET8 bilan og'rigan bemorlarning ichak mikrobiotasidagi o'zgarishlar haqida xabar berilgan edi. Bu yerda biz shuningdek, ETdagi SCFAlardagi o'zgarishlar haqida xabar beramiz va ichak disbiozi va SCFAlardagi o'zgarishlar o'rtasidagi bog'liqlikni aniqlaymiz. SCFA darajasining pasayishi ichak disbiozi va ETdagi tremorning og'irligi bilan chambarchas bog'liq. Bizning natijalarimiz shuni ko'rsatadiki, ichak-miya o'qi ET patogenezida muhim rol o'ynashi mumkin, ammo hayvon modellarida qo'shimcha tadqiqotlar o'tkazish kerak.
PD bilan og'rigan bemorlar bilan solishtirganda, ET bilan og'rigan bemorlarning najasida izovalerian va izobutirik kislotalar miqdori pastroq. Izovalerian kislota va izobutirik kislotaning kombinatsiyasi PDda ET ni AUC 0,743 (95% CI: 0,629–0,857), sezgirligi 74,3% va o'ziga xosligi 62,9% bilan aniqladi, bu ularning ET differentsial tashxisida biomarker sifatidagi potentsial rolini ko'rsatadi. Najasdagi izovalerian kislota darajasi FTM va TETRAS ballari bilan teskari bog'liq edi. Najasdagi izobutirik kislota darajasi FTM ballari bilan teskari bog'liq edi. Izobutirik kislota darajasining pasayishi katobakteriyalar ko'pligining pasayishi bilan bog'liq edi. Izobutirik kislota va izobutirik kislotaning funktsiyalari haqida kam narsa ma'lum. Avvalgi tadqiqot shuni ko'rsatdiki, Bacteroides ovale bilan sichqonlarni kolonizatsiya qilish ichakdagi SCFA miqdorini (shu jumladan, asetat, propionat, izobutirat va izovalerat) va ichakdagi GABA konsentratsiyasini oshirdi, bu mikrobiota va ichakdagi SCFA/neyrotransmitter konsentratsiyalari o'rtasidagi ichak bog'liqligini ta'kidlaydi32. Qizig'i shundaki, kuzatilgan izobutirik kislota darajasi PD va HC guruhlari o'rtasida o'xshash edi, ammo ET va PD (yoki HC) guruhlari o'rtasida farq qildi. Izobutirik kislota ET va PD ni AUC 0,718 (95% CI: 0,599–0,836) bilan ajrata oldi va ET va NC ni AUC 0,655 (95% CI: 0,525–0,786) bilan aniqlay oldi. Bundan tashqari, izobutirik kislota darajasi titroq og'irligi bilan bog'liq bo'lib, uning ET bilan bog'liqligini yanada kuchaytiradi. Og'iz orqali qabul qilinadigan izobutirik kislota ET bilan og'rigan bemorlarda titroq og'irligini kamaytirishi mumkinmi degan savol qo'shimcha o'rganishga loyiqdir.
Shunday qilib, ET bilan og'rigan bemorlarda najasdagi SCFA miqdori kamayadi va ETning klinik og'irligi va ichak mikrobiotasidagi o'ziga xos o'zgarishlar bilan bog'liq. Najasdagi propionat, butirat va izobutirat ET uchun diagnostik biomarkerlar bo'lishi mumkin, izobutirat va izovalerat esa ET uchun differentsial diagnostik biomarkerlar bo'lishi mumkin. Najasdagi izobutiratdagi o'zgarishlar boshqa SCFAlardagi o'zgarishlarga qaraganda ET uchun aniqroq bo'lishi mumkin.
Bizning tadqiqotimiz bir nechta cheklovlarga ega. Birinchidan, ovqatlanish odatlari va oziq-ovqatga bo'lgan afzalliklari mikrobiota ifodasiga ta'sir qilishi mumkin, turli populyatsiyalarda kattaroq tadqiqot namunalari zarur va kelajakdagi tadqiqotlar oziq-ovqat chastotasi so'rovnomalari kabi keng qamrovli va tizimli parhez tadqiqotlarini joriy qilishi kerak. Ikkinchidan, kesma tadqiqot dizayni SCFA va ET rivojlanishi o'rtasidagi sababiy bog'liqlik haqida har qanday xulosalarni istisno qiladi. Najasli SCFAlarning ketma-ket o'lchovlari bilan keyingi uzoq muddatli kuzatuv tadqiqotlari zarur. Uchinchidan, najasli SCFA darajasining diagnostika va differentsial diagnostika imkoniyatlari ET, HC va PD dan mustaqil namunalar yordamida tasdiqlanishi kerak. Kelajakda ko'proq mustaqil najas namunalari sinovdan o'tkazilishi kerak. Va nihoyat, bizning kohortamizdagi PD bilan og'rigan bemorlarda ET bilan og'rigan bemorlarga qaraganda kasallik davomiyligi sezilarli darajada qisqaroq edi. Biz asosan ET, PD va HC ni yoshi, jinsi va BMI bo'yicha taqqosladik. ET guruhi va PD guruhi o'rtasidagi kasallikning kechishidagi farqni hisobga olgan holda, biz keyingi taqqoslash uchun erta PD bilan og'rigan 33 bemorni va ET bilan og'rigan 16 bemorni (kasallik davomiyligi ≤3 yil) ham o'rgandik. SCFAdagi guruhlar orasidagi farqlar odatda bizning asosiy ma'lumotlarimizga mos keldi. Bundan tashqari, biz kasallik davomiyligi va SCFA o'zgarishlari o'rtasida hech qanday bog'liqlik topmadik. Biroq, kelajakda kattaroq namunada validatsiyani yakunlash uchun PD va ET bilan og'rigan bemorlarni kasallik davomiyligi qisqaroq bo'lgan erta bosqichda jalb qilish yaxshiroq bo'lar edi.
Tadqiqot protokoli Shanxay Jiao Tong universiteti tibbiyot maktabi (RHEC2018-243) bilan bog'liq Ruijin kasalxonasining axloq qo'mitasi tomonidan tasdiqlandi. Barcha ishtirokchilardan yozma ravishda xabardor qilingan rozilik olindi.
2019-yil yanvaridan 2022-yil dekabrigacha bo'lgan davrda ushbu tadqiqotga Shanxay Jiao Tong universiteti tibbiyot maktabiga qarashli Ruijin kasalxonasining Harakat buzilishi markazi klinikasidan 109 nafar ishtirokchi (37 ta ET, 37 ta PD va 35 ta HC) kiritildi. Mezonlar quyidagilar edi: (1) yoshi 25–85 yosh, (2) ET bilan og'rigan bemorlarga MDS ishchi guruhi mezonlari 42 ga muvofiq tashxis qo'yildi va PD MDS mezonlari 43 ga muvofiq tashxis qo'yildi, (3) barcha bemorlar najas namunalarini olishdan oldin PD ga qarshi dorilarni qabul qilmagan. (4) ET guruhi najas namunalarini olishdan oldin faqat β-blokerlarni qabul qilgan yoki hech qanday tegishli dorilarni qabul qilmagan. Yoshi, jinsi va tana massasi indeksiga (BMI) mos keladigan HClar ham tanlab olindi. Chetlatish mezonlari quyidagilar edi: (1) vegetarianlar, (2) noto'g'ri ovqatlanish, (3) oshqozon-ichak traktining surunkali kasalliklari (shu jumladan yallig'lanishli ichak kasalligi, oshqozon yoki o'n ikki barmoqli ichak yarasi), (4) og'ir surunkali kasalliklar (shu jumladan xavfli o'smalar), yurak yetishmovchiligi, buyrak yetishmovchiligi, gematologik kasalliklar) (5) Katta oshqozon-ichak operatsiyalari tarixi, (6) Yogurtni surunkali yoki muntazam iste'mol qilish, (7) 1 oy davomida har qanday probiotiklar yoki antibiotiklardan foydalanish, (8) Kortikosteroidlar, proton nasosi ingibitorlari, statinlar, metformin, immunosupressantlar yoki saratonga qarshi dorilarni surunkali iste'mol qilish va (9) klinik sinovlarga xalaqit beradigan og'ir kognitiv buzilish.
Barcha ishtirokchilar BMI ni hisoblash uchun tibbiy tarix, vazn va bo'y haqida ma'lumot taqdim etishdi va nevrologik tekshiruv va klinik baholashdan o'tishdi, masalan, Hamilton xavotir reyting shkalasi (HAMA) 44 xavotir balli, Hamilton depressiya reyting shkalasi-17 balli (HAMD-17) 45. depressiya, ich qotishining og'irligi Wexner qabziyat shkalasi 46 va Bristol najas shkalasi 47 yordamida va kognitiv ko'rsatkichlar Mini-ruhiy holat tekshiruvi (MMSE) 48 yordamida o'lchandi. Parkinson kasalligining avtonom alomatlarini baholash shkalasi (SCOPA-AUT) 49 ET va PD bilan og'rigan bemorlarda avtonom disfunktsiyani tekshirdi. Fan-Tolos-Marin klinik tremor reyting shkalasi (FTM) va asosiy tremor reyting shkalasi (TETRAS) 50 ET bilan og'rigan bemorlarda tremor tadqiqot guruhi (TRG) 50 tekshirildi; Birlashgan Parkinson kasalligi assotsiatsiyasi homiyligidagi Kinson kasalligi reyting shkalasi (MDS-UPDRS) 51 versiyasi va Hoehn va Yahr (HY) 52 darajasi tekshirildi.
Har bir ishtirokchidan ertalab najas yig'ish idishi yordamida najas namunasini olish so'raldi. Idishlarni muzga soling va qayta ishlashdan oldin -80°C haroratda saqlang. SCFA tahlili Tiangene Biotechnology (Shanghai) Co., Ltd. kompaniyasining odatiy operatsiyalariga muvofiq amalga oshirildi. Har bir ishtirokchidan 400 mg yangi najas namunalari to'plandi va maydalash va oldindan ultratovush tekshiruvidan so'ng SCFA yordamida tahlil qilindi. Najasdagi tanlangan SCFAlar gaz xromatografiyasi-massa spektrometriyasi (GC-MS) va suyuq xromatografiya-tandem MS (LC-MS/MS) yordamida tahlil qilindi.
DNK 200 mg namunalardan ishlab chiqaruvchining ko'rsatmalariga muvofiq QIAamp® Fast DNA Stool Mini Kit (QIAGEN, Hilden, Germaniya) yordamida ajratib olindi. Mikrobial tarkib najasdan ajratilgan 16 S rRNA genini V3-V4 mintaqasini kuchaytirish orqali DNKda ketma-ketlashtirish orqali aniqlandi. Namunani 1,2% agaroza gelida ishga tushirish orqali DNKni sinab ko'ring. 16S rRNA genining polimeraza zanjiri reaksiyasi (PCR) amplifikatsiyasi universal bakterial primerlar (357 F va 806 R) va Novaseq platformasida qurilgan ikki bosqichli amplikon kutubxonasi yordamida amalga oshirildi.
Uzluksiz o'zgaruvchilar o'rtacha ± standart og'ish sifatida, kategorik o'zgaruvchilar esa sonlar va foizlar sifatida ifodalanadi. Dispersiyalarning bir xilligini tekshirish uchun biz Levene testidan foydalandik. Agar o'zgaruvchilar normal taqsimlangan bo'lsa, taqqoslashlar ikki dumli t testlari yoki dispersiya tahlili (ANOVA) va agar normallik yoki gomoskedastiklik taxminlari buzilgan bo'lsa, parametrik bo'lmagan Mann-Whitney U testlari yordamida amalga oshirildi. Modelning diagnostik samaradorligini aniqlash va SCFA ning ET bilan og'rigan bemorlarni HC yoki PD bilan og'rigan bemorlardan ajratish qobiliyatini o'rganish uchun biz qabul qiluvchi operatsion xarakteristikasi (ROC) egri chizig'i ostidagi maydondan (AUC) foydalandik. SCFA va klinik og'irlik o'rtasidagi bog'liqlikni o'rganish uchun biz Spearman korrelyatsiya tahlilidan foydalandik. Statistik tahlil SPSS dasturi (22.0 versiyasi; SPSS Inc., Chikago, IL) yordamida ahamiyatlilik darajasi (P qiymati va FDR-P ni o'z ichiga olgan holda) 0,05 (ikki tomonlama) ga o'rnatilgan holda amalga oshirildi.
16 S ketma-ketliklari Trimmomatic (0.35 versiyasi), Flash (1.2.11 versiyasi), UPARSE (v8.1.1756 versiyasi), mothur (1.33.3 versiyasi) va R (3.6.3 versiyasi) dasturiy ta'minotining kombinatsiyasi yordamida tahlil qilindi. Xom 16S rRNA gen ma'lumotlari UPARSE yordamida 97% identifikatsiyaga ega operatsion taksonomik birliklarni (OTU) yaratish uchun qayta ishlandi. Taksonomiyalar Silva 128 ma'lumotlar bazasi sifatida ko'rsatildi. Keyingi tahlil qilish uchun nisbiy mo'llik ma'lumotlarining umumiy darajasi tanlandi. Chiziqli diskriminant tahlil (LDA) effekt o'lchami tahlili (LEfSE) α chegarasi 0.05 va effekt o'lchami chegarasi 2.0 bo'lgan guruhlar (ET va HC, ET va PD) o'rtasida taqqoslash uchun ishlatilgan. LEfSE tahlili bilan aniqlangan diskriminant avlodlar SCFA ning Spearman korrelyatsiyasi tahlili uchun qo'shimcha ravishda ishlatilgan.
Tadqiqot dizayni haqida qo'shimcha ma'lumot olish uchun ushbu maqola bilan bog'liq Tabiiy tadqiqotlar hisoboti qisqacha mazmuniga qarang.
Xom 16S ketma-ketlik ma'lumotlari Milliy Biotexnologiya Axborot Markazi (NCBI) BioProject ma'lumotlar bazasida (SRP438900: PRJNA974928) saqlanadi, URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/study/?acc= SRP438900&o. =acc_s% 3Aa. Boshqa tegishli ma'lumotlar, masalan, ilmiy hamkorlik va to'liq tadqiqot loyihalari bilan akademik almashinuvlar kabi tegishli muallifga oqilona so'rov bo'yicha taqdim etiladi. Bizning roziligimizsiz uchinchi shaxslarga ma'lumotlarni uzatishga yo'l qo'yilmaydi.
Faqat Trimmomatic (0.35 versiyasi), Flash (1.2.11 versiyasi), UPARSE (v8.1.1756 versiyasi), mothur (1.33.3 versiyasi) va R (3.6.3 versiyasi) kombinatsiyasi bilan ochiq kodli kod, standart sozlamalar yoki "Usul" bo'limidan foydalangan holda. Qo'shimcha aniqlik kiritish ma'lumotlari tegishli muallifga oqilona so'rov bo'yicha taqdim etilishi mumkin.
Pradeep S va Mehanna R. Giperkinetik harakat buzilishlari va ataksiyada oshqozon-ichak kasalliklari. Parkinson kasalligi bilan bog'liq. chalkashlik. 90, 125–133 (2021).
Louis, ED va Faust, PL Essential tremor patologiyasi: neyrodegeneratsiya va neyronal bog'lanishlarning qayta tashkil etilishi. Nat. Pastor Nirol. 16, 69–83 (2020).
Gironell, A. Essential tremor Gaba disfunktsiyasining asosiy buzilishimi? Ha. xalqarolik. Rev. Neuroscience. 163, 259–284 (2022).
Dogra N., Mani RJ va Katara DP Ichak-miya o'qi: Parkinson kasalligida signalizatsiyaning ikki usuli. Hujayra molekulalari. Neyrobiologiya. 42, 315–332 (2022).
Quigley, EMM. Mikrobiota-miya-ichak o'qi va neyrodegenerativ kasalliklar. dolzarb. Nellore. Neyroshunoslik. Hisobotlar 17, 94 (2017).
Liu, XJ, Wu, LH, Xie, WR va He, XX Najas mikrobiota transplantatsiyasi bemorlarda essential tremor va irritabiy ichak sindromini bir vaqtning o'zida yaxshilaydi. Geriatrik psixologiya 20, 796–798 (2020).
Zhang P. va boshqalar. Essential tremorda ichak mikrobiotasidagi o'ziga xos o'zgarishlar va ularning Parkinson kasalligidan farqlanishi. NPJ Parkinson kasalligi. 8, 98 (2022).
Luo S, Zhu H, Zhang J va Wang D. Neyronal-glial-epitelial birliklarni boshqarishda mikrobiotaning muhim roli. Infektsiyalarga chidamlilik. 14, 5613–5628 (2021).
Emin A. va boshqalar. Progressiv Parkinson kasalligida o'n ikki barmoqli ichak alfa-sinukleini va ichak gliozining patologiyasi. harakat. chalkashlik. https://doi.org/10.1002/mds.29358 (2023).
Skorvanek M. va boshqalar. Alfa-sinuklein 5G4 ga qarshi antitelalar yo'g'on ichak shilliq qavatida Parkinson kasalligining ochiq va prodromal shaklini aniqlaydi. harakat. chalkashlik. 33, 1366–1368 (2018).
Algarni M va Fasano A. Essential tremor va Parkinson kasalligining mos kelishi. Parkinson kasalligi bilan bog'liq. chalkashlik. 46, C101–C104 (2018).
Sampson, TR va boshqalar. Ichak mikrobiotasi Parkinson kasalligi modellarida motor nuqsonlari va neyroyallig'lanishni modulyatsiya qiladi. Cell 167, 1469–1480.e1412 (2016).
Unger, MM va boshqalar. Qisqa zanjirli yog 'kislotalari va ichak mikrobiotasi Parkinson kasalligi bilan og'rigan bemorlar va yoshga mos keladigan nazorat guruhi o'rtasida farq qiladi. Parkinson kasalligi bilan bog'liq. chalkashlik. 32, 66–72 (2016).
Bleacher E, Levy M, Tatirovsky E va Elinav E. Xost immun interfeysida mikrobiom tomonidan boshqariladigan metabolitlar. J. Immunologiya. 198, 572–580 (2017).