Попередня обробка складним дієтичним полісахаридом, одержуваним дріжджами, призводить до пригніченого запалення кишечника, зміненого складу мікробіоти та посиленого вироблення коротколанцюгових жирних кислот у імунітетів у мишей C57BL/6

АНОТАЦІЯ

Передумови Вважається, що β-глюкани (БГ), група складних не засвоюваних полісахаридів, мають благотворний вплив на здоров'я завдяки своїм імуномодулюючим властивостям і вважаються дієтичними добавками. Однак вплив перорального прийому високочистих, чітко визначених БГ на запалення кишечника та вплив мікробіоти кишечника та коротколанцюгової жирної кислоти (SCFA) на терапевтичний ефект майже невідомі.

Завдання Метою цього дослідження, використовуючи мишачу модель хімічно індукованого коліту, було дослідити вплив перорального прийому високочистих дріжджів BG (YBG) на схильність до коліту, імунну функцію кишечника, а також структуру та функцію мікробіоти.

Методи Для визначення впливу перорального прийому YBG на сприйнятливість до коліту восьмитижневим мишам C57BL/6 (B6) попередньо обробляли YBG (250 мкг/миша/добу) і вводили декстрансульфат натрію (DSS) у питну воду (2,5 % w/v) та досліджували симптоми та особливості коліту. Щоб оцінити вплив перорального прийому YBG на слизову оболонку кишечника та структуру та функцію мікробіоти, а також на імунну регуляцію кишечника, ми визначили склад мікробіоти, рівень SCFA в калі та фенотип Т-клітин кишечника та секрецію цитокінів. Роль мікробіоти кишечника в модульованому запаленням кишечника запаленні кишечника та імунній функції, спричиненому лікуванням YBG, визначали у мишей В6, які отримували антибіотичний коктейль широкого спектру дії (1 г/л ампіциліну, 0,5 г/л ванкоміцину, 1 г/л неоміцину та 1 г/Л метронідазолу) у питній воді.

Результати У порівнянні з необробленими мишами, миші В6, які отримували тривалу попередню обробку YBG, продемонстрували зменшену тяжкість різних особливостей коліту, спричиненого DSS, включаючи загальну втрату маси тіла (ідентичність P 97%) та відсоткові значення послідовностей у кожному зразку, які були розраховані відповідні таксономічні рівні. OTU також були нормалізовані та використані для прогнозування метагеномів ортологів Кіотської енциклопедії генів та геномів (KEGG) із використанням PICRUSt, як описано раніше (37–40). Прогнози були зведені до різних рівнів, а функціональні категорії порівнювались серед контрольних груп та груп, що годували YBG, використовуючи статистичний аналіз пакету метагеномних профілів (STAMP), як описано раніше (38, 41). Для візуалізації та/або статистичного аналізу даних мікробіомів також використовувались програми STAMP та веб-застосунок MicrobiomeAnalyst (42).

Виснаження мікробіоти кишечника

Мишам давали антибіотичний коктейль широкого спектру дії (ампіцилін (1 г/л), ванкоміцин (0,5 г/л), неоміцин (1 г/л) та метронідазол (1 г/л), що містить питну воду протягом останніх 5 днів лікування YBG для виснаження мікробіоти кишечника, як описано в нашому недавньому звіті (29). Суспензії фекальних камер культивували в аеробних та анаеробних умовах для оцінки виснаження мікробіоти (29). У деяких експериментах лікування антибіотиками продовжували під час індукції коліту за допомогою DSS.

Визначення рівня SCFA в калі

Свіжі зразки калу збирали у окремих мишей, зберігали при -80 ° C і відправляли на сухий лід до Microbiome Insights (Ванкувер, Канада) для аналізу SCFA. SCFA були виявлені цим постачальником послуг за допомогою газової хроматографії (Thermo Trace 1310), з'єднаної з полум'яно-іонізаційним детектором, за допомогою Thermo TG-WAXMS A GC Column, дотримуючись раніше описаного методу (43).

Статистичний аналіз

Результати

Тривала попередня обробка YBG зменшує сприйнятливість до індукованого DSS коліту у мишей В6

Вплив попередньої обробки YBG на Treg (A) та цитокіни, що експресують (B) CD4 + T на частоти та секрецію цитокінів (C), клітинами MLN мишей В6 з індукованим DSS колітом. (A, B) Показані частоти CD4 + клітин у одноклітинній суспензії MLN, які виражають вказаний коефіцієнт, визначений FACS. В) Показані концентрації вказаних цитокінів, що секретуються клітинами MLN при стимуляції ex vivo із застосуванням анти-CD3 антитіл. Середнє значення ± SD (n = 5) показано для всіх панелей. *, ** На відміну від контролю, P 1% від загальної кількості послідовностей), які показали статистично значущі відмінності. (B) Дані OUT-biom використовувались для прогнозування функціональних категорій генів за допомогою програми PICRUSt та показані категорії 2 рівня шляху KEGG, які показали статистично значущі відмінності. n = 5 для обох панелей. *, **, *** На відміну від контролю, P "rel =" gallery-fragment-images-1869439871 "data-figure-caption ="