Дієта немовлят та збільшення ваги вагітності у матері передбачають раннє метаболічне дозрівання мікробіомів кишечника

Предмети

Анотація

Параметри доступу

Підпишіться на журнал

Отримайте повний доступ до журналу протягом 1 року

лише 4,60 € за випуск

Усі ціни вказані у нетто-цінах.
ПДВ буде додано пізніше під час оплати.

Оренда або купівля статті

Отримайте обмежений за часом або повний доступ до статей на ReadCube.

Усі ціни вказані у нетто-цінах.

Наявність даних

Дані послідовності, що підтверджують ці висновки, були депоновані разом із відповідними клінічними метаданими в SRA під BioProject ID PRJNA473126 з первинними кодами приєднання BioSample SAMN09259835 – SAMN09260236 (дослідження SRP148966). Вихідні дані для рис. 1–4 доступні в Інтернеті. Будь-які додаткові дані, сформовані та проаналізовані в цьому дослідженні, можна отримати у відповідного автора за обґрунтованим запитом.

Список літератури

Індріо, Ф. та ін. Епігенетичні питання: зв’язок між раннім харчуванням, мікробіомом та довгостроковим розвитком здоров’я. Спереду. Педіатр. 5, 178 (2017).

Клементе, Дж. С., Урселл, Л. К., Парфрі, Л. В. і Найт, Р. Вплив мікробіоти кишечника на здоров'я людини: інтегративний погляд. Клітинка 148, 1258–1270 (2012).

Яцуненко, Т. та ін. Мікробіом кишечника людини розглядається за віком та географією. Природа 486, 222–227 (2012).

Бекхед, Ф. та ін. Динаміка та стабілізація мікробіому кишечника людини протягом першого року життя. Клітинний мікроб 17, 852 (2015).

Oozeer, R. та співавт. Кишкова мікробіологія в ранньому віці: конкретні пребіотики можуть мати подібні функції, як олігосахариди людського молока. Am. J. Clin. Nutr. 98, 561S – 571S (2013).

de Weerth, C., Fuentes, S., Puylaert, P. & de Vos, W. M. Кишкова мікробіота немовлят з коліками: розвиток та специфічні ознаки. Педіатрія 131, e550 – e558 (2013).

Дель К’єріко, Ф. та ін. Профілювання мікробіоти кишечника дитячої неалкогольної жирової хвороби печінки та пацієнтів із ожирінням, розкрите за допомогою інтегрованого підходу, заснованого на мета-оміці. Гепатологія 65, 451–464 (2017).

Arumugam, M. et al. Ентеротипи мікробіому кишечника людини. Природа 473, 174–180 (2011).

Ян, Б., Фен, Л., Ван, Ф. і Ван, Л. Ентерогеморагічний кишкова паличка відчуває низький статус біотину в товстій кишці для колонізації та інфекції. Нат. Комун. 6, 6592 (2015).

Badurdeen, S., Mulongo, M. & Berkley, J. A. Виснаження аргініну збільшує сприйнятливість до серйозних інфекцій у недоношених новонароджених. Педіатр. Рез. 77, 290–297 (2015).

Zhou, P., Li, Y., Ma, L. Y. & Lin, H. C. Роль імуноелементів у профілактиці некротизуючого ентероколіту у недоношених дітей з дуже низькою вагою при народженні. Поживні речовини 7, 7256–7270 (2015).

Schwarzenberg, S. J. & Georgieff, M. K. Комітет AAP з питань харчування. Пропаганда поліпшення харчування протягом перших 1000 днів для підтримки розвитку дитинства та здоров'я дорослих. Педіатрія 141, e20173716 (2018).

Планер, Дж. Д. та співавт. Розвиток реакції мікробіоти та кишкової слизової оболонки IgA у близнюків та мишей-гнотобіотиків. Природа 534, 263–266 (2016).

Zhang, Z., Adelman, A. S., Rai, D., Boettcher, J. & Lőnnerdal, B. Профілі амінокислот у доношеному та недоношеному жіночому молоці через лактацію: систематичний огляд. Поживні речовини 5, 4800–4821 (2013).

Чу, Д. М. та ін. Дозрівання структури та функціонування спільноти мікробіомів немовляти на кількох ділянках тіла та щодо способу доставки. Нат. Мед. 23, 314–326 (2017).

Butteiger, D. N. та співавт. Соєвий білок у порівнянні з молочним білком у західній дієті збільшує мікробну різноманітність кишечника та зменшує вміст ліпідів у сироватці золотистих сирійських хом'яків. Дж. Нутр. 146, 697–705 (2016).

Яссур, М. та ін. Природна історія мікробіому кишечника немовляти та вплив лікування антибіотиками на різноманітність та стабільність штаму бактерій. Наук. Переклад Мед. 8, 343ra381 (2016).

Agostoni, C., Carratù, B., Boniglia, C., Riva, E. & Sanzini, E. Вміст вільних амінокислот у стандартних дитячих сумішах: порівняння з жіночим молоком. J. Am. Збірник Nutr. 19, 434–438 (2000).

Шарон, Г. та ін. Спеціалізовані метаболіти з мікробіому для здоров'я та хвороб. Cell Metab. 20, 719–730 (2014).

Хашке-Бехер, Е., Кайнц, А. і Бахман, С. Референтні значення амінокислот та загальної клінічної хімії в плазмі здорових немовлят у віці 1 і 4 місяців. J. Успадковувати. Метаб. Дис. 39, 25–37 (2016).

Piacentini, G., Peroni, D., Bessi, E. & Morelli, L. Молекулярна характеристика мікробіоти кишечника у немовлят, яких годували соєвим молоком. J. Педіатр. Гастроентерол. Nutr. 51, 71–76 (2010).

Васкес, Л., Флорес, А. Б., Гвадамуро, Л. і Майо, Б. Вплив ізофлавонів сої на ріст репрезентативних видів бактерій із кишечника людини. Поживні речовини 9, 727 (2017).

Лі, С. та співавт. Безперервний прийом фруктоолігосахариду не може підтримувати кишечник щурів Біфідобактерії на високому рівні. J. Food Sci. 80, M2530 – M2534 (2015).

Bhatia, J. & Greer, F. Комітет з питань харчування. Використання сумішей на основі соєвих білків у годуванні немовлят. Педіатрія 121, 1062–1068 (2008).

Ванденплас, Ю. Профілактика та лікування алергії на коров’яче молоко у немовлят, які не вигодовуються на грудному вигодовуванні. Поживні речовини 9, 731 (2017).

Bauchart-Thevret, C., Stoll, B., Chacko, S. & Burrin, D. G. Дефіцит амінокислоти сірки підвищує активність кишкового циклу метіоніну та пригнічує ріст епітелію у новонароджених свиней. Am. J. Physiol. Ендокринол. Метаб. 296, E1239 – E1250 (2009).

Choe, Е. К., Moon, J. S. & Park, K. J. Метіонін посилює скорочувальну активність кругових гладких м’язів товстої кишки людини in vitro. J. Корейський мед. Наук. 27, 777–783 (2012).

Neis, E. P., Dejong, C. H. & Rensen, S. S. Роль мікробного метаболізму амінокислот у метаболізмі господаря. Поживні речовини 7, 2930–2946 (2015).

Alsaker, K. V., Paredes, C. & Papoutsakis, E. T. Стрес і переносимість метаболітів у виробництві біопалива та хімічних речовин: системний аналіз генних експресій бутанолу, бутирату та ацетату в анаеробі Clostridium acetobutylicum. Біотехнол. Біоенг. 105, 1131–1147 (2010).

Вітрещак, А. Г., Родіонов, Д. А., Міронов, А. А. і Гельфанд, М. С. Регулювання біосинтезу та транспорту генів рибофлавіну в бактеріях шляхом транскрипційного та поступального ослаблення. Нуклеїнові кислоти Res. 30, 3141–3151 (2002).

Станіславський, М. А. та ін. Вага до вагітності, збільшення ваги вагітності та мікробіота кишечника матерів та їх немовлят. Мікробіом 5, 113 (2017).

Collado, M. C., Isolauri, E., Laitinen, K. & Salminen, S. Вплив ваги матері на засвоєння, склад та активність мікробіоти немовляти у ранньому віці: перспективне подальше дослідження, розпочате на ранніх термінах вагітності. Am. J. Clin. Nutr. 92, 1023–1030 (2010).

Антоній, К. М. та ін. Передчасний плацентарний мікробіом змінюється в залежності від надмірного збільшення маси тіла вагітних у матері. Am. J. Obstet. Гінеколь. 212, 653.e651–616 (2015).

Ma, J. та співавт. Дієта матері з високим вмістом жиру під час вагітності постійно змінює мікробіом нащадків у моделі приматів. Нат. Комун. 5, 3889 (2014).

Hu, J. та співавт. Диверсифікована мікробіота меконію впливає на статус діабету матері. PLOS ONE 8, e78257 (2013).

Принс, А. Л. та ін. Перинатальний мікробіом і вагітність: вихід за межі вагінального мікробіома. Харб холодної весни. Перспективність. Мед. 5, a023051 (2015).

Саккетті, Р., Де Лука, Г., Дормі, А., Губерті, Е. та Занетті, Ф. Мікробна якість питної води з мікрофільтрованих дозаторів води. Міжнародний J. Hyg. Навколишнє середовище. Здоров'я 217, 255–259 (2014).

Діас, М. Ф. та ін. Зміни в бактеріальному співтоваристві кишечника миші у відповідь на різні типи питної води. Вода Res. 132, 79–89 (2017).

Поройко, В. та ін. Експресія мікробного гена в кишечнику у поросят, яких годували матір’ю та годували сумішами. PLOS ONE 5, e12459 (2010).

Charbonneau, M. R. та співавт. Сиалільовані молочні олігосахариди сприяють зростанню мікробіоти залежно від моделей недоїдання немовлят. Клітинка 164, 859–871 (2016).

Лім, Е. С. та співавт. Динаміка раннього життя віруму кишечника людини та бактеріального мікробіома у немовлят. Нат. Мед. 21, 1228–1234 (2015).

Мур, А. М. та ін. Розвиток резистому кишечника у здорових пар-близнюків на першому році життя. Мікробіом 3, 27 (2015).

Gurnee, E.A. та співавт. Колонізація кишок здорових дітей та їх матерів патогенним стійким до ципрофлоксацину кишкова паличка. J. Інфект. Дис. 212, 1862–1868 (2015).

Гібсон, М. К. та співавт. Динаміка розвитку мікробіоти та кишково-кишкового тракту недоношених новонароджених. Нат. Мікробіол. 1, 16024 (2016).

Фейн, С. Б. та ін. Практики годування немовлят Дослідження II: методи дослідження. Педіатрія 122(Додаток 2)), S28 – S35 (2008).

Сегата, Н. та ін. Метагеномічне профілювання мікробної спільноти з використанням унікальних кладоспецифічних маркерних генів. Нат. Методи 9, 811–814 (2012).

McHardy, I. H. та співавт. Інтегративний аналіз мікробіому та метаболому слизової поверхні кишечника людини виявляє вишукані взаємозв'язки. Мікробіом 1, 17 (2013).

Bolger, A.M., Lohse, M. & Usadel, B.Trimmomatic: гнучкий тример для даних послідовності Illumina. Біоінформатика 30, 2114–2120 (2014).

Шмідер, Р. та Едвардс, Р. Швидке виявлення та видалення забруднення послідовностей з геномних та метагеномних наборів даних. PLOS ONE 6, e17288 (2011).

Абубукер, С. та ін. Метаболічна реконструкція для метагеномних даних та її застосування до мікробіому людини. PLoS Comput. Біол. 8, e1002358 (2012).

Чу, Д. М. та ін. Мікробіом кишечника раннього віку різниться в поєднанні з дієтою з високим вмістом жиру у матері. Геном Мед. 8, 77 (2016).

Робінсон, А. та ін. Асоціація збільшення ваги вагітності матері з фекальною мікробіотою дитини. J. Педіатр. Гастроентерол. Nutr. 65, 509–515 (2017).

Сінгх, С., Карагас, М.Р. та Мюллер, Н.Т.Характеристика мікробіома матері та дитини: яка роль діабету та ожиріння під час вагітності? Curr. Діаб. Респ. 17, 11 (2017).

Американський коледж акушерів-гінекологів. Висновок Комітету ACOG № 548: збільшення ваги під час вагітності. Акушерський. Гінеколь. 121, 210–212 (2013).

Джо, Дж. В., Хормоздіарі, Ф., Хан, Б. та Ескін, Е. Багаторазова корекція тестування в лінійних змішаних моделях. Геном Біол. 17, 62 (2016).

Подяки

Інформація про автора

Приналежності

Відділ медицини новонароджених, Департамент педіатрії, Університет Вашингтона в Медичній школі Сент-Луїса, Сент-Луїс, Міссурі, США

Aimee M. Baumann-Dudenhoeffer & Barbara B. Warner

Сімейний центр Едісона з наук про геном та системну біологію, Вашингтонський університет у Медичній школі Сент-Луїса, Сент-Луїс, Міссурі, США

Емі М. Бауманн-Дуденхоффер, Аларік В. Д’Соуза та Гаутам Дантас

Відділ гастроентерології, гепатології та харчування, Департамент педіатрії, Університет Вашингтона в Медичній школі Сент-Луїса, Сент-Луїс, Міссурі, США

Кафедра молекулярної мікробіології Вашингтонського університету в Медичній школі Сент-Луїса, Сент-Луїс, Міссурі, США

Філіп І. Тарр і Гаутам Дантас

Кафедра патології та імунології, Університет Вашингтона в Медичній школі Сент-Луїса, Сент-Луїс, Міссурі, США

Кафедра біомедичної інженерії Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, Сент-Луїс, Міссурі, США

Ви також можете шукати цього автора в PubMed Google Scholar

Внески

A.M.B.-D., A.W.D., B.B.W., P.I.T. та G.D. задумали експерименти та проектування робіт та аналізів. B.B.W. та P.I.T. контролював збір та керування зразками фекалій та переліками клінічних метаданих. А.М.Б.-Д. проводив вологі лабораторні експерименти за порадою G.D. A.M.B.-D. проводив обчислювальний аналіз за порадою A.W.D. Складання статей виконував А.М.Б.-Д. з критичним переглядом, виконаним A.W.D., B.B.W., P.I.T. та G.D.

Автори-кореспонденти

Декларації про етику

Конкуруючі інтереси

Автори декларують відсутність конкуруючих інтересів.

Додаткова інформація

Примітка видавця: Springer Nature залишається нейтральним щодо юрисдикційних вимог в опублікованих картах та інституційних приналежностей.

Додаткова інформація

Додатковий текст та малюнки

Додаткові рисунки 1–7 та додаткові таблиці 1 та 2

Підсумок звітності

Додаткова таблиця 3

Інформація про модель поздовжньої багатовимірної GLMM з максимальною ймовірністю

Додаткова таблиця 4

Додаткова таблиця 5

Якісне узагальнення значущих асоціацій клінічних змінних з таксонами та шляхами

Додаткова таблиця 6

Розмір вибірки для двійкових змінних

Додаткова таблиця 7

Марки та інгредієнти дитячих сумішей

Додаткова таблиця 8

Таксу ідентифікували в стандартних позитивних контрольних зразках спільноти zymobiomics