Межі в мікробіології

Харчова мікробіологія

Ця стаття є частиною Теми дослідження

Промислове та медичне застосування бактерій молочної кислоти та їх метаболітів Переглянути всі 57 статей

Редаговано
Палома Лопес

Центр біологічних досліджень Маргарити Салас, Іспанська національна наукова рада, Іспанія

Переглянуто
Єва М. Гомес Дель Пульгар

Незалежний дослідник, Іспанія

Аналія Г. Авраам

Центр досліджень та розробок у галузі харчових продуктів, факультет точних наук, Національний університет Ла-Плата, Аргентина

Приналежності редактора та рецензентів є останніми, наданими в їхніх дослідницьких профілях Loop, і вони не можуть відображати їх ситуацію на момент огляду.

прикордонні

  • Завантажити статтю
    • Завантажте PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Додаткові
      Матеріал
  • Експортне посилання
    • EndNote
    • Довідковий менеджер
    • Простий текстовий файл
    • BibTex
ПОДІЛИТИСЯ НА

СТАТТЯ Оригінального дослідження

  • 1 Дослідницька група метаболізму та харчування, Інститут досліджень наркотиків міста Лювен (LDRI), Університет Католіки де Лувен (UCLouvain), Брюссель, Бельгія
  • 2 Відділ мікробіології та біохімії молочних продуктів, Інститут продуктів Астурії, Вищий науковий співробітник досліджень (IPLA-CSIC), Астурія, Іспанія
  • 3 дієти, мікробіота та група охорони здоров’я, Інститут досліджень Санітарії дель Принципадо де Астурія (ISPA), Ов’єдо, Іспанія
  • 4 Валлонський досвід у галузі наук про життя та біотехнології (WELBIO), Університет Католіки де Лувен (UCLouvain), Брюссель, Бельгія

Вступ

Ожиріння визнано Всесвітньою організацією охорони здоров’я (ВООЗ) глобальною епідемією, і воно виникає внаслідок нерівноваги між споживанням та витратою енергії, що має великий вплив при ряді метаболічних порушень (ВООЗ, 2017). Крім того, ожиріння є однією з головних проблем охорони здоров’я у всьому світі через його високу поширеність та багатофакторну етіологію, яка до кінця не зрозуміла. Негативний ефект ожиріння чітко пов'язаний із порушенням життя та високими витратами на охорону здоров'я. Зміни способу життя, такі як збільшення споживання високоенергетичної їжі, суттєво сприяли загальній поширеності кардіометаболічних факторів ризику, включаючи надмірну вагу або ожиріння, діабет 2 типу, а також стеатоз печінки. Тому існує нагальна потреба у визначенні інноваційних стратегій для запобігання або поліпшення цього багатофакторного розладу.

Крім того, доклінічні докази, що підтверджують ефект “ожиріння” деяких пробіотиків, в основному були отримані з використанням мишей або щурів DIO, яких годували довготривалими дієтами з високим вмістом жиру та доповнювали одним або кількома різними штамами, переважно Лактобактерії і Біфідобактерії родів (Bagarolli et al., 2017). Однак вплив цих потенційних пробіотиків на короткочасних ДІО тварин було вивчено значно менше.

Метою цього дослідження було отримати уявлення про ефекти, які сприяє виробництву EPS B. animalis Штам IPLA R1 ​​(Ruas-Madiedo et al., 2006) на метаболізм глюкози та ліпідів та структуру мікробної спільноти кишечника у короткочасних мишей DIO.

Матеріали і методи

Підготовка Біфідобактерії Процідити

Культури штаму B. animalis IPLA R1, вирощений протягом ночі в MRS, доповнений 0,25% (мас./Об.) L-цистеїну (MRSC) в анаеробних умовах (анаеробна шафа в атмосфері 10% H2, 10% CO2 і 80% N2) використовували для інокуляції (2% w/v) свіжий відвар MRSC, який інкубували при 37% протягом 24 годин. Потім культури двічі промивали стерильним розчином PBS і повторно суспендували у стерильному 10% -ному відновленому знежиреному молоці в концентрації близько 1 × 10 10 cfu/мл, а потім їх сушили ліофілом і зберігали при 4 ° C до використання. Для перевірки життєздатності штамів у молочно-бактеріальних препаратах проводили серійні розведення в розчині Рінгера із збережених ліофілізованих пробірок і глибоко висівали на агар-MRSC. Пластини інкубували в анаеробних умовах протягом 72 год для визначення кількості біфідобактерій (КОЕ/мл).

Тварини

Після 7-денного періоду перед лікуванням групи HF і HF-B перейшли на дієту з високим вмістом жиру, що містить 60% ліпідів (соєва олія та сало), 20% білків та 20% вуглеводів як енергетичний вміст (D12492, Research Diets, Нью-Брансвік, Нью-Джерсі, США) протягом 3 днів. Споживання їжі з урахуванням розливу та споживання води реєстрували двічі на тиждень. Через 10 днів мишей знеболювали ізофлураном перед знекровленням та забором тканин, а потім мишей вбивали вивихом шийки матки. Портальну кров відбирали, центрифугували (13000 г, 3 хв) і сироватку зберігали при -80 ° C. Мишей приносили в жертву, використовуючи вивих шийки матки. Вміст сліпої кишки, печінка, вісцеральна та підшкірна жирова тканини були точно розсічені, зібрані та зважені в асептичних умовах, заморожені в рідині N2 та зберігані при -80 ° C.

Кишкова мікробіота

Геномну ДНК екстрагували із вмісту сліпої кишки за допомогою міні-набору для стілець для стілець QIAamp ДНК (Qiagen, Hilden, Німеччина) відповідно до інструкцій виробника, включаючи биття бісером протягом 1 хвилини (скляні кульки 0,45 мкм, VWR, Бельгія) [Кількісний ПЛР (qPCR) проводили за допомогою системи ПЦР StepOnePlus у реальному часі та програмного забезпечення (Applied Biosystems, Den Ijssel, Нідерланди), використовуючи для виявлення Mesa Fast qPCR TM (Eurogentec, Seraing, Бельгія). Поріг циклу кожного зразка порівнювали з стандартна крива, розроблена розведенням геномної ДНК, виділеної з чистих культур типів штамів (BCCM/LMG, Гент, Бельгія; DSMZ, Брауншвейг, Німеччина). Akkermansia muciniphila, Bacteroides-Prevotella, Bifidobacterium, B. animalis, Лактобактерії, розубурія, та загальну кількість бактерій проводили, як описано раніше (Bindels et al., 2015).

Жовчні кислоти

Жовчні кислоти (ВА) вимірювали в калі за допомогою набору жовчних кислот (DiaSys Diagnostic and Systems, Holzheim, Німеччина), дотримуючись інструкцій виробника.

МРНК тканин

Загальну РНК виділяли з тканин за допомогою набору ізолюючих реактивів TriPure (Roche Diagnostics, Пенцберг, Німеччина). Комплементарну ДНК готували шляхом зворотної транскрипції 1 мкг загальної РНК із застосуванням системи зворотної транскрипції Kit (Promega, Madison, WI). ПЛР в режимі реального часу проводили за допомогою системи StepOne (Applied Biosystems, Нідерланди). Для жирової тканини якість РНК перевіряли за допомогою біоаналізатора Agilent 2100 (Agilent Technologies, Санта-Клара, Каліфорнія, США) з порогом якості 6. Зразки відбирали у двох примірниках, а дані аналізували за допомогою методу 2 –ΔΔCT. Чистоту ампліфікованого продукту перевіряли, аналізуючи криву розплаву, виконану в кінці етапу ампліфікації. Експресія цільового гена нормалізувалась за допомогою експресії рибосомного білка L19 (Rpl19). Послідовності праймерів цільових генів наведені в додатковій таблиці 1.

Біохімічні показники крові

Концентрацію глюкози в крові визначали на тваринах перед наркозом за допомогою глюкометра (Roche Diagnostic, Мейлан, Франція) на крові, відібраній з кінчика хвостової вени. Концентрацію інсуліну в плазмі крові визначали за допомогою набору ELISA (Mercodia, Упссала, Швеція). Оцінка моделі гомеостазу Інсулінорезистентність (HOMA-IR) була розрахована наступним чином: [глікемія натще (мМ) * інсулінемія натще (мкО/мл)]/22,5. Тригліцериди плазми, холестерин та неестерифіковані жирні кислоти визначали за допомогою комерційних наборів, що поєднують ферментативну реакцію та спектрофотометричне виявлення реакції у продуктах (DyaSys Diagnostic and Systems, Holzheim, Німеччина). Концентрацію ліпопротеїдів високої щільності (ЛПВЩ-холестерин) вимірювали ферментативно після осадження антитіл до ліпопротеїнів дуже низької щільності (ЛПОНЩ), хіломікронів та ліпопротеїдів низької щільності (ЛПНЩ-холестерин) (DyaSys Diagnostic and Systems, Holzheim, Німеччина). Кількісні концентрації греліну, PYY, глюкозозалежного інсулінотропного поліпептиду (GIP) та глюкагоноподібного пептиду-1 (GLP-1) визначали за допомогою наборів імуноаналізів Bio-Plex Multiplex (Bio-Rad, Назарет, Бельгія) та вимірювали з використанням технології Luminex (Bio-Plex 200; Bio-Rad), дотримуючись інструкцій виробника.

Біохімічний аналіз у печінці

Тригліцериди та холестерин вимірювали в тканині печінки після екстракції хлороформом-метанолом, як описано раніше (Neyrinck et al., 2012). Профіль жирних кислот визначали в печінці за допомогою газової хроматографії, пов’язаної з іонним детектором полум’я, як зазначено раніше (Druart et al., 2014b).

Статистичний аналіз

Вплив штаму, що продукує EPS B. animalis IPLA R1 ​​на мікробіологічному співтоваристві кишечника

Відомо, що деякі кишкові бактерії беруть участь у регуляції функції кишкового бар’єру та/або запальних процесів. Біфідобактерії, B. animalis, Лактобактерії, Бактероїди-Превотелла, Розбурія, і A. muciniphila аналізували за допомогою qPCR у вмісті сліпої кишки у наших групах мишей, які отримували різні дієти (рис. 4). Рівні калових мас Біфідобактерії у мишей вимірювали до періоду попередньої обробки та після періоду дослідження. Початкове число біфідобактерій калу не суттєво відрізнялося у всіх групах (9,20 ± 0,23, 8,92 ± 0,16 та 9,32 ± 0,15 log10 кількість клітин/г калу для груп КТ, СН та СН-В відповідно., стор > 0,05, ANOVA), тоді як фекальний Біфідобактерії рівні після періоду дослідження були, як очікувалося, значно вищими у групі HF-B порівняно з групою HF (9,70 ± 0,28 ab, 9,02 ± 0,14 a та 10,16 b. ± 0,14 log10 кількість клітин/г калу для CT, HF та HF -В групи відповідно, стор 8 КОЕ/миша/день) від B. animalis Штам IPLA R1 ​​(HF-B), доданий до питної води. Дані - це ділянки з коробочками та вусами з мінімумом та максимумом. Дані з різними надрядковими літерами суттєво відрізняються за стор Ключові слова: Біфідобактерії, мікробіота кишечника, ожиріння, окислення жирних кислот, профіль жирних кислот печінки, жовчні кислоти

Цитата: Salazar N, Neyrinck AM, Bindels LB, Druart C, Ruas-Madiedo P, Cani PD, de los Reyes-Gavilán CG та Delzenne NM (2019) Функціональні ефекти виробництва EPS Біфідобактерії Адміністрація з метаболічних змін енергії індукованих ожирінням мишей. Спереду. Мікробіол. 10: 1809. doi: 10.3389/fmicb.2019.01809

Отримано: 10 травня 2019 р .; Прийнято: 23 липня 2019 р .;
Опубліковано: 07 серпня 2019 р.

Палома Лопес, Вища рада наукових розслідувань, Іспанія

Аналія Грасіела Абрахам, Національний університет Ла-Плата, Аргентина
Єва М. Гомес Дель Пульгар, пробіотики Winclove, Нідерланди