Nature.com сайтына кіргеніңіз үшін рақмет. Сіз пайдаланып отырған браузер нұсқасында CSS қолдауы шектеулі. Ең жақсы нәтижелерге қол жеткізу үшін браузеріңіздің жаңа нұсқасын пайдалануды ұсынамыз (немесе Internet Explorer бағдарламасында үйлесімділік режимін өшіріңіз). Сонымен қатар, үздіксіз қолдауды қамтамасыз ету үшін біз сайтты стильдеусіз немесе JavaScriptсіз көрсетіп жатырмыз.
Эссенциалды треморды (ЭТ) ерте диагностикалау, әсіресе сау бақылау тобынан (ГБ) және Паркинсон ауруынан (ПД) ажыратқанда, қиын болуы мүмкін. Жақында ішек микробиотасына және оның метаболиттеріне нәжіс үлгілерін талдау нейродегенеративті аурулардың жаңа биомаркерлерін ашудың жаңа әдістерін ұсынды. Ішек флорасының негізгі метаболиті ретінде қысқа тізбекті май қышқылдары (ҚТҚҚ) ПД кезінде нәжісте азаяды. Дегенмен, нәжістік СКҚ ... Пропиондық, майлы және изомайлы қышқылдардың үйлесімі ET-ны HC-дан AUC 0,751 (95% сенімділік аралығы: 0,634–0,867) болған кезде ажыратты. Нәжістік изовалер қышқылы мен изомайлы қышқылдың деңгейі ET-де PD-ге қарағанда төмен болды. Изовалер қышқылы мен изомайлы қышқыл AUC 0,743 (95% сенімділік аралығы: 0,629–0,857) болған кезде ET мен PD арасында айырмашылық жасайды. Нәжістік пропионат іш қатумен және вегетативті дисфункциямен кері байланысты. Изомайлы қышқыл мен изомайлы қышқыл тремордың ауырлығымен кері байланысты. Нәжістік SCFA мөлшерінің төмендеуі ET-дегі Faecalibacterium және Streptobacterium мөлшерінің азаюымен байланысты болды. Осылайша, нәжістегі SCFA мөлшері ET-де төмендейді және клиникалық көріністің ауырлығымен және ішек микробиотасының өзгеруімен байланысты. Нәжістегі пропион қышқылы, май қышқылы, изомай қышқылы және изовалериан қышқылы ЭТ үшін ықтимал диагностикалық және дифференциалды диагностикалық биомаркерлер болуы мүмкін.
Эссенциалды тремор (ЭТ) - бұл негізінен жоғарғы аяқ-қолдардың треморымен сипатталатын прогрессивті, созылмалы нейродегенеративті бұзылыс, ол бас, дауыс байламдары және төменгі аяқ-қолдар сияқты дененің басқа бөліктеріне де әсер етуі мүмкін 1. ЭТ клиникалық белгілеріне тек қозғалыс симптомдары ғана емес, сонымен қатар асқазан-ішек жолдарының ауруларын қоса алғанда, кейбір қозғалыс емес белгілер де кіреді 2. Эссенциалды тремордың патологиялық және физиологиялық сипаттамаларын зерттеу үшін көптеген зерттеулер жүргізілді, бірақ айқын патофизиологиялық механизмдер анықталған жоқ 3,4. Жақында жүргізілген зерттеулер микробиота-ішек-ми осінің дисфункциясы нейродегенеративті ауруларға ықпал етуі мүмкін екенін көрсетеді және ішек микробиота мен нейродегенеративті аурулар арасындағы ықтимал екі бағытты байланыстың дәлелдері артып келеді 5,6. Бір жағдай туралы есепте нәжістік микробиота трансплантациясы науқаста эссенциалды треморды да, тітіркенген ішек синдромын да жақсартты, бұл ішек микробиота мен эссенциалды тремор арасындағы тығыз байланысты көрсетуі мүмкін. Сонымен қатар, біз ЭТ бар науқастарда ішек микробиотасындағы нақты өзгерістерді де анықтадық, бұл ЭТ8-де ішек дисбиозының маңызды рөлін қатты қолдайды.
Нейродегенеративті аурулардағы ішек дисбиозына келетін болсақ, Паркинсон ауруы ең көп зерттелген5. Теңгерімсіз микробиота ішек өткізгіштігін арттырып, ішек глиясын белсендіруі мүмкін, бұл альфа-синуклеинопатияларға әкелуі мүмкін9,10,11. Паркинсон ауруы мен Паркинсон ауруының белгілі бір қабаттасатын сипаттамалары бар, мысалы, Паркинсон ауруы мен Паркинсон ауруы бар науқастардағы тремордың ұқсас жиілігі, қабаттасатын тыныштықтағы тремор (ПД-дағы типтік тремор) және постуральды тремор (көбінесе Паркинсон ауруы бар науқастарда кездеседі), бұл оларды ажыратуды қиындатады. ерте сатылар 12. Сондықтан, біз Паркинсон ауруы мен Паркинсон ауруын ажырату үшін пайдалы терезе ашуымыз керек. Осыған байланысты, ішек дисбиозының нақты түрін және Паркинсон ауруындағы метаболиттік өзгерістерді зерттеу және олардың Паркинсон ауруынан айырмашылықтарын анықтау Паркинсон ауруын диагностикалау және дифференциалды диагностикалау үшін әлеуетті биомаркерлерге айналуы мүмкін.
Қысқа тізбекті май қышқылдары (ҚТҚҚ) - тағамдық талшықтардың ішек бактериялық ашытуы нәтижесінде пайда болатын негізгі метаболиттер және ішек-ми өзара әрекеттесуінде маңызды рөл атқарады деп есептеледі13,14. ҚТҚҚҚ тоқ ішек жасушаларымен сіңіріліп, портальды веноздық жүйе арқылы бауырға тасымалданады, ал кейбір ҚТҚҚҚ жүйелік айналымға енеді. ҚТҚҚҚ ішек тосқауылының тұтастығын сақтауға және ішек шырышты қабығында туа біткен иммунитетті нығайтуға жергілікті әсер етеді15. Олар сондай-ақ тығыз байланыс ақуыздарын ынталандыру және G ақуызымен байланысқан рецепторларды (GPCR) ҚТҚҚ арқылы ынталандыру арқылы нейрондарды белсендіру арқылы қан-ми тосқауылына (ҚМБ) ұзақ мерзімді әсер етеді16. Ацетат, пропионат және бутират - тоқ ішекте ең көп кездесетін ҚТҚҚҚ. Алдыңғы зерттеулер Паркинсон ауруы бар науқастарда сірке суының, пропиондық және май қышқылдарының нәжістегі деңгейінің төмендегенін көрсетті17. Дегенмен, ЭТ бар науқастарда нәжістегі ҚТҚҚҚҚ деңгейі ешқашан зерттелмеген.
Осылайша, біздің зерттеуіміз ЭТ бар науқастардағы нәжістік SCFA-дағы нақты өзгерістерді және олардың Паркинсон ауруы бар науқастардан айырмашылығын анықтауға, нәжістік SCFA-ның SCFA клиникалық белгілерімен және ішек микробиотасымен байланысын бағалауға, сондай-ақ нәжіс үлгілерінің ықтимал диагностикалық және дифференциалды диагностикалық мүмкіндіктерін анықтауға бағытталған. KZHK. Паркинсон ауруына қарсы препараттармен байланысты шатастыратын факторларды жою үшін біз ауруды бақылау ретінде жаңадан басталған Паркинсон ауруы бар науқастарды таңдадық.
37 ET, 37 PD және 35 HC демографиялық және клиникалық сипаттамалары 1-кестеде қорытындыланған. ET, PD және HC жасы, жынысы және дене салмағының индексі бойынша сәйкестендірілді. Үш топта темекі шегудің, алкогольді ішудің және кофе мен шай ішудің үлесі де ұқсас болды. PD тобының Векснер ұпайы (P = 0,004) және HAMD-17 ұпайы (P = 0,001) HC тобына қарағанда жоғары болды, ал ET тобының HAMA ұпайы (P = 0,011) және HAMD-17 ұпайы (P = 0,011) HC тобына қарағанда жоғары болды. ET тобында аурудың ағымы PD тобына қарағанда айтарлықтай ұзақ болды (P<0,001).
Нәжістегі пропион қышқылының (P = 0,023), сірке қышқылының (P = 0,039), май қышқылының (P = 0,020), изовалериан қышқылының (P = 0,045) және изомай қышқылының (P = 0,015) нәжіс деңгейлерінде айтарлықтай айырмашылықтар болды. . Әрі қарайғы пост-хок талдауында ЭТ тобындағы пропион қышқылының (P = 0,023), май қышқылының (P = 0,007) және изомай қышқылының (P = 0,040) деңгейлері ГК тобындағы деңгейлерге қарағанда айтарлықтай төмен болды. ЭТ бар науқастарда изовалерат (P = 0,014) және изобутират (P = 0,005) деңгейлері Паркинсон ауруы бар науқастарға қарағанда төмен болды. Сонымен қатар, нәжістегі пропион қышқылының (P = 0,013), сірке қышқылының (P = 0,016) және май қышқылының (P = 0,041) деңгейі Паркинсон ауруы бар науқастарда СС бар науқастарға қарағанда төмен болды (1-сурет және 1-қосымша кесте).
ag пропион қышқылының, сірке қышқылының, май қышқылының, изовалер қышқылының, валериан қышқылының, капрон қышқылының және изомай қышқылының топтық салыстыруын білдіреді. Үш топ арасында нәжістік пропион қышқылының, сірке қышқылының, май қышқылының, изовалер қышқылының және изомай қышқылының деңгейлерінде айтарлықтай айырмашылықтар болды. ЭТ эссенциалды треморы, Паркинсон ауруы, сау ГК бақылауы, SCFA. Айтарлықтай айырмашылықтар *P < 0,05 және **P < 0,01 арқылы көрсетілген.
ЭТ тобы мен ПД тобы арасындағы ауру ағымының айырмашылығын ескере отырып, біз ерте ПД бар 33 науқасты және ЭТ бар 16 науқасты (ауру ағымының ұзақтығы ≤3 жыл) әрі қарай салыстыру үшін тексердік (2-қосымша кесте). Нәтижелер ЭТ-ның нәжістегі пропион қышқылының мөлшері ГА-ға қарағанда айтарлықтай төмен екенін көрсетті (P=0,015). Май қышқылы мен изомай қышқылы үшін ЭТ мен ГК арасындағы айырмашылық маңызды болған жоқ, бірақ үрдіс әлі де байқалды (P = 0,082). Нәжістегі изобутират деңгейі ЭТ бар науқастарда ПД бар науқастармен салыстырғанда айтарлықтай төмен болды (P = 0,030). Изовалер қышқылының ЭТ мен ПД арасындағы айырмашылық маңызды болған жоқ, бірақ үрдіс әлі де сақталды (P = 0,084). Пропион қышқылы (P = 0,023), сірке қышқылы (P = 0,020) және май қышқылы (P = 0,044) Паркинсон ауруы бар науқастарда ГК бар науқастарға қарағанда айтарлықтай төмен болды. Бұл нәтижелер (қосымша 1-сурет) жалпы алғанда негізгі нәтижелерге сәйкес келеді. Жалпы үлгі мен ерте жастағы пациенттер тобы арасындағы нәтижелердегі айырмашылық топтағы үлгі мөлшерінің кішірек болуына байланысты болуы мүмкін, бұл деректердің статистикалық қуатының төмендеуіне әкеледі.
Келесіде біз нәжістегі SCFA деңгейлерінің ЭТ бар науқастарды CU немесе PD бар науқастардан ажырата алатындығын зерттедік. ROC талдауына сәйкес, пропионат деңгейлерінің AUC айырмашылығы 0,668 болды (95% сенімділік аралығы: 0,538-0,797), бұл ЭТ бар науқастарды HC-ден ажыратуға мүмкіндік берді. ЭТ және HC бар науқастарды AUC 0,685 (95% сенімділік аралығы: 0,556–0,814) бутират деңгейлері бойынша ажыратуға болады. Изомай қышқылы деңгейлеріндегі айырмашылықтар ЭТ бар науқастарды AUC 0,655 (95% сенімділік аралығы: 0,525–0,786) HC-ден ажырата алады. Пропионат, бутират және изобутират деңгейлерін біріктірген кезде, сезімталдығы 74,3% және ерекшелігі 72,9% болатын жоғары AUC 0,751 (95% сенімділік аралығы: 0,634–0,867) алынды (2a-сурет). ЭТ және Паркинсон ауруы бар науқастарды ажырату үшін изоваллер қышқылы деңгейлері үшін AUC 0,700 (95% сенімділік аралығы: 0,579–0,822) және изомай қышқылы деңгейлері үшін 0,718 (95% сенімділік аралығы: 0,599–0,836) болды. Изовалер қышқылы мен изомай қышқылы деңгейлерінің тіркесімінде AUC 0,743 (95% сенімділік аралығы: 0,629–0,857) жоғары, сезімталдығы 74,3% және ерекшелігі 62,9% болды (2b-сурет). Сонымен қатар, біз Паркинсон ауруымен ауыратын науқастардың нәжісіндегі SCFA деңгейінің бақылау тобынан ерекшеленетінін зерттедік. ROC талдауына сәйкес, пропион қышқылы деңгейінің айырмашылығына негізделген Паркинсон ауруымен ауыратын науқастарды анықтау үшін AUC 0,687 (95% сенімділік аралығы: 0,559-0,814) болды, сезімталдығы 68,6% және ерекшелігі 68,7% болды. Ацетат деңгейлеріндегі айырмашылықтар Паркинсон ауруымен ауыратын науқастарды AUC 0,674 (95% сенімділік аралығы: 0,542–0,805) бар HC-лерден ажырата алады. Паркинсон ауруымен ауыратын науқастарды CU-дан тек AUC 0,651 (95% сенімділік аралығы: 0,515–0,787) бутират деңгейі бойынша ажыратуға болады. Пропионат, ацетат және бутират деңгейлерін біріктірген кезде AUC 0,682 (95% сенімділік аралығы: 0,553–0,811) алынды (2c-сурет).
Орыс православие шіркеуінің ET және HC-ге қатысты кемсітушілігі; b Орыс православие шіркеуінің ET және PD-ге қатысты кемсітушілігі; c Орыс православие шіркеуінің PD және HC-ге қатысты кемсітушілігі. ET эссенциалды треморы, Паркинсон ауруы, сау HC бақылауы, SCFA.
ЭТ бар науқастарда нәжістегі изомай қышқылының деңгейі FTM ұпайымен теріс корреляцияланды (r = -0.349, P = 0.034), ал нәжістегі изомай қышқылының деңгейі FTM ұпайымен (r = -0.421, P = 0.001) және TETRAS ұпайымен теріс корреляцияланды. (r = -0.382, P = 0.020). ЭТ және Паркинсон ауруы бар науқастарда нәжістегі пропионат деңгейі SCOPA-AUT ұпайларымен теріс корреляцияланды (r = −0.236, P = 0.043) (3-сурет және 3-қосымша кесте). ЭТ тобында (P ≥ 0.161) немесе Паркинсон тобында (P ≥ 0.246) аурудың ағымы мен SCFA арасында айтарлықтай корреляция болған жоқ (4-қосымша кесте). Паркинсон ауруымен ауыратын науқастарда нәжістегі капрон қышқылының деңгейі MDS-UPDRS ұпайларымен оң корреляцияланған (r = 0,335, P = 0,042). Барлық қатысушыларда нәжістегі пропионат (r = −0,230, P = 0,016) және ацетат (r = −0,210, P = 0,029) деңгейлері Векснер ұпайларымен теріс корреляцияланған (3-сурет және 3-қосымша кесте).
Нәжістегі изомай қышқылының деңгейі FTM ұпайларымен теріс корреляцияланды, изовалер қышқылы FTM және TETRAS ұпайларымен теріс корреляцияланды, пропион қышқылы SCOPA-AUT ұпайларымен теріс корреляцияланды, капрон қышқылы MDS-UPDRS ұпайларымен оң корреляцияланды, ал пропион қышқылы FTM және TETRAS ұпайларымен теріс корреляцияланды. TETRAS және сірке қышқылы Векснер ұпайымен теріс корреляцияланды. MDS-UPDRS қауымдастығы демеушілік еткен Бірыңғай Паркинсон ауруын бағалау шкаласының нұсқасы, Мини-психикалық жағдайды тексеру MMSE, Гамильтон депрессиясын бағалау шкаласы HAMD-17, 17 элемент, Гамильтон мазасыздықты бағалау шкаласы HAMA, HY Hoehn және Yahr сатылары, SCFA, SCOPA – AUT Паркинсон ауруының вегетативті симптомдарының нәтиже шкаласы, FTM Fana-Tolosa-Marin клиникалық треморды бағалау шкаласы, TETRAS зерттеу тобының (TRG) маңызды треморды бағалау шкаласы. Айтарлықтай айырмашылықтар *P < 0,05 және **P < 0,01 арқылы көрсетілген.
Біз LEfSE талдауын қолдана отырып, ішек микробиотасының дискриминациялық сипатын одан әрі зерттедік және одан әрі талдау үшін тұқымның салыстырмалы молдығы туралы деректер деңгейін таңдадық. ET мен HC және ET мен PD арасында салыстырулар жүргізілді. Содан кейін екі салыстыру тобында ішек микробиотасының салыстырмалы молдығы мен нәжістік SCFA деңгейлері бойынша Спирман корреляциялық талдауы жүргізілді.
ET және CA талдауында Faecalibacterium (май қышқылымен корреляцияланған, r = 0,408, P < 0,001), Lactobacillus (май қышқылымен корреляцияланған, r = 0,283, P = 0,016), Streptobacterium (пропион қышқылымен корреляцияланған, r = 0,327) болды. , P = 0,005; май қышқылымен корреляцияланған, r = 0,374, P = 0,001; изомай қышқылымен корреляцияланады, r = 0,329, P = 0,005), Howardella (пропион қышқылымен корреляцияланады, r = 0,242, P = 0,041), Raoultella (пропионатпен корреляцияланады, r = 0,249, P = 0,035) және Candidatus Arthromitus (изомай қышқылымен корреляцияланады, r = 0,302, P = 0,010) ET-де төмендегені және нәжістік SCFA деңгейімен оң корреляцияланғаны анықталды. Дегенмен, Stenotropomonas саны ET-де артты және нәжістік изобутират деңгейімен теріс корреляцияланды (r = -0,250, P = 0,034). FDR түзетуінен кейін тек Faecalibacterium, Catenibacter және SCFA арасындағы корреляциялар маңызды болып қалды (P ≤ 0,045) (4-сурет және 5-қосымша кесте).
ЭТ және ГК корреляциялық талдауы. FDR түзетуінен кейін ЭТ-да Faecalibacterium (бутиратпен оң байланысты) және Streptobacterium (пропионат, бутират және изобутиратпен оң байланысты) мөлшерінің азайғаны және нәжістік SCFA деңгейлерімен оң байланысты екені анықталды. b ЭТ және ПД корреляциялық талдауы. FDR түзетуінен кейін ешқандай маңызды байланыстар табылған жоқ. Э эссенциалды тремор, Паркинсон ауруы, сау ГК бақылауы, SCFA. Айтарлықтай айырмашылықтар *P < 0,05 және **P < 0,01 арқылы көрсетілген.
ЭТ мен ПД-ны салыстырған кезде, Clostridium trichophyton ЭТ-да көбейгені және нәжістегі изовалериан қышқылымен (r = -0,238, P = 0,041) және изомай қышқылымен (r = -0,257, P = 0,027) корреляцияланғаны анықталды. FDR түзетуінен кейін екеуі де маңызды болып қалды (P≥0,295) (4-сурет және 5-қосымша кесте).
Бұл зерттеу нәжістегі SCFA деңгейін зерттейтін және оларды ішек микробиотасының өзгерістерімен және симптомдардың ауырлығымен ЭТ бар науқастарда CU және PD бар науқастармен салыстырғанда корреляциялайтын кешенді зерттеу болып табылады. Біз ЭТ бар науқастарда нәжістегі SCFA деңгейлерінің төмендегенін және клиникалық ауырлықпен және ішек микробиотасындағы нақты өзгерістермен байланысты екенін анықтадық. Нәжістегі қысқа тізбекті май қышқылдарының (SCFA) жинақталған деңгейлері ЭТ-ны GC және PD-дан ажыратады.
ГК науқастарымен салыстырғанда, ЭТ науқастарында пропиондық, майлы және изомайлы қышқылдардың нәжістегі деңгейі төмен. Пропиондық, майлы және изомайлы қышқылдардың үйлесімі ЭТ мен ГК-ны AUC 0,751 (95% CI: 0,634–0,867), сезімталдығы 74,3% және ерекшелігі 72,9% болатындай етіп ажырата алады, бұл олардың ЭТ диагностикалық биомаркерлері ретіндегі әлеуетті рөлін көрсетеді. Әрі қарай талдау нәжістегі пропион қышқылының деңгейінің Векснер ұпайымен және SCOPA-AUT ұпайымен теріс корреляцияланғанын көрсетті. Нәжістегі изомайлы қышқылдың деңгейі FTM ұпайларымен кері корреляцияланған. Екінші жағынан, ЭТ-дағы бутират деңгейінің төмендеуі SCFA өндіретін микробиотаның, Faecalibacterium және Categorybacter санының төмендеуімен байланысты болды. Сонымен қатар, ЭТ-дағы катенибактер санының төмендеуі нәжістегі пропиондық және изомайлы қышқыл деңгейінің төмендеуімен де байланысты болды.
Тоқ ішекте өндірілетін SCFA-лардың көпшілігін колоноциттер негізінен H+-тәуелді немесе натрийге тәуелді монокарбоксилат тасымалдаушылары арқылы сіңіреді. Сіңірілген қысқа тізбекті май қышқылдары колоноциттер үшін энергия көзі ретінде пайдаланылады, ал колоноциттерде метаболизденбегендері портальды айналымға тасымалданады 18. SCFA ішек қозғалғыштығына әсер етуі, ішек тосқауылының функциясын күшейтуі және иесінің метаболизмі мен иммунитетіне әсер етуі мүмкін19. Бұрын бутират, ацетат және пропионаттың нәжістегі концентрациясы HCs17-мен салыстырғанда Паркинсон ауруы бар науқастарда төмендегені анықталды, бұл біздің нәтижелерімізге сәйкес келеді. Біздің зерттеуіміз ЭТ бар науқастарда SCFA төмендегенін анықтады, бірақ ЭТ патологиясындағы SCFA рөлі туралы аз мәлімет бар. Бутират пен пропионат GPCR-мен байланысып, MAPK және NF-κB20 сигнализациясы сияқты GPCR-тәуелді сигнализацияға әсер етуі мүмкін. Ішек-ми осінің негізгі тұжырымдамасы ішек микробтары бөлетін SCFA-лар иесінің сигнализациясына әсер етуі мүмкін, осылайша ішек пен мидың қызметіне әсер етеді. Бутират пен пропионат гистон деацетилазасының (HDAC) белсенділігіне күшті тежегіш әсер ететіндіктен21 және бутират транскрипция факторлары үшін лиганд ретінде де әрекет ете алатындықтан, олар негізінен гендік реттеуге әсер етуіне байланысты иесінің метаболизміне, дифференциациясына және пролиферациясына кеңінен әсер етеді22. SCFA және нейродегенеративті аурулардан алынған дәлелдерге сүйене отырып, бутират PD23,24,25 кезінде дофаминергиялық нейронның өлімін делдал етуі мүмкін HDAC белсенділігінің бұзылуын түзету қабілетіне байланысты терапевтік кандидат болып саналады. Жануарларға жүргізілген зерттеулер сонымен қатар май қышқылының PD модельдерінде дофаминергиялық нейрон дегенерациясының алдын алу және қозғалыс бұзылыстарын жақсарту қабілетін көрсетті26,27. Пропион қышқылының қабыну реакцияларын шектейтіні және BBB28,29 тұтастығын қорғайтыны анықталды. Зерттеулер пропион қышқылының PD модельдерінде ротенон уыттылығына жауап ретінде дофаминергиялық нейрондардың тіршілік етуін жақсартатынын және пропион қышқылын ішу арқылы қабылдау PD31 бар тышқандарда дофаминергиялық нейрондардың жоғалуын және қозғалыс тапшылығын қалпына келтіретінін көрсетті. Изомай қышқылының қызметі туралы аз мәлімет бар. Дегенмен, жақында жүргізілген зерттеу B. ovale тышқандарын колонизациялау ішектегі SCFA құрамын (ацетат, пропионат, изобутират және изовалератты қоса алғанда) және ішектегі GABA концентрациясын арттыратынын анықтады, бұл ішек микробиотасы мен ішек SCFA нейротрансмиттерлерінің концентрациясы арасында байланыс орнатылғанын көрсетеді32. ET үшін мишықтағы қалыптан тыс патологиялық өзгерістерге Пуркинье жасушаларының аксондары мен дендриттеріндегі өзгерістер, Пуркинье жасушаларының ығысуы және жоғалуы, себет жасушаларының аксондарындағы өзгерістер және Пуркинье жасушаларының ядроларымен өрлемелі талшық байланыстарының ауытқулары жатады3,4,33, бұл мишықтан GABAergic өнімінің төмендеуіне әкеледі3,4,33. SCFA-лардың Пуркинье жасушаларының нейродегенерациясымен және мишықтың GABA өндірісінің төмендеуімен байланысты ма, жоқ па, белгісіз болып қала береді. Біздің нәтижелеріміз SCFA мен ET арасындағы тығыз байланысты көрсетеді; дегенмен, көлденең қималы зерттеу дизайны SCFA мен ET ауру процесі арасындағы себептік байланыс туралы ешқандай қорытынды жасауға мүмкіндік бермейді. Нәжістегі SCFA-ларды сериялық өлшеуді, сондай-ақ механизмдерді зерттейтін жануарларға жүргізілген зерттеулерді қоса алғанда, ұзақ мерзімді бақылау зерттеулері қажет.
SCFA-лар тоқ ішектің тегіс бұлшықетінің жиырылуын ынталандырады деп есептеледі34. SCFA жетіспеушілігі іш қату белгілерін күшейтеді, ал SCFA-мен толықтыру іш қату PD35 белгілерін жақсартуы мүмкін. Біздің нәтижелеріміз сонымен қатар нәжістегі SCFA мөлшерінің төмендеуі мен іш қатудың жоғарылауы және вегетативті дисфункция арасындағы маңызды байланысты көрсетеді. Бір клиникалық жағдай туралы есепте микробиотаны трансплантациялау 7-науқаста эссенциалды тремор мен тітіркенген ішек синдромын жақсартқаны анықталды, бұл ішек микробиотасы мен ET арасындағы тығыз байланысты көрсетеді. Сондықтан, біз нәжістегі SCFA/микробиотасы иесінің ішек қозғалғыштығына және вегетативті жүйке жүйесінің қызметіне әсер етуі мүмкін деп санаймыз.
Зерттеу ET-дегі нәжістік SCFA деңгейінің төмендеуі Faecalibacterium (бутиратпен байланысты) және Streptobacterium (пропионат, бутират және изобутиратпен байланысты) мөлшерінің азаюымен байланысты екенін анықтады. FDR түзетуінен кейін бұл байланыс маңызды болып қала береді. Faecalibacterium және Streptobacterium - SCFA өндіретін микроорганизмдер. Faecalibacterium бутират өндіретін микроорганизм екені белгілі36, ал Catenibacter ашытуының негізгі өнімдері ацетат, бутират және сүт қышқылы37. Faecalibacterium ET және HC топтарының 100%-ында анықталды; ET тобының орташа салыстырмалы мөлшері 2,06%, ал HC тобыныкі 3,28% болды (LDA 3,870). Санаттағы бактерия HC тобының 21,6%-ында (8/37) және ET тобының тек 1 үлгісінде (1/35) анықталды. ЭТ-да стрептобактериялардың азаюы және анықталмауы аурудың патогенділігімен корреляцияны да көрсетуі мүмкін. HC тобындағы Catenibacter түрлерінің орташа салыстырмалы саны 0,07% құрады (LDA 2.129). Сонымен қатар, сүт қышқылы бактериялары нәжіс бутиратының өзгеруімен байланысты болды (FDR түзетуінен кейін P=0,016, P=0,096), ал артритке үміткер изобутираттың өзгеруімен байланысты болды (FDR түзетуінен кейін P=0,016, P=0,072). FDR түзетуінен кейін тек корреляция үрдісі қалады, бұл статистикалық тұрғыдан маңызды емес. Лактобактериялар сонымен қатар SCFA (сірке қышқылы, пропион қышқылы, изомай қышқылы, май қышқылы) өндірушілері ретінде белгілі 38 және Candidatus Arthromitus - Th1/2 және Tgs иммундық тепе-теңдікпен байланысты /Th1739 бар Th17 көмекші жасушаларының дифференциациясының спецификалық индукторы. . Жақында жүргізілген зерттеу нәжістік псевдоартрит деңгейінің жоғарылауы тоқ ішектің қабынуына, ішек тосқауылының дисфункциясына және жүйелік қабынуға ықпал етуі мүмкін екенін көрсетеді 40. Clostridium trichophyton ЭТ-да ПД-мен салыстырғанда жоғарылаған. Clostridium trichoides мөлшері изовалер қышқылымен және изомай қышқылымен теріс корреляцияланғаны анықталды. FDR түзетілгеннен кейін екеуі де маңызды болып қалды (P≥0.295). Clostridium pilosum - қабынумен байланысты екені белгілі бактерия және ішек тосқауылының дисфункциясына ықпал етуі мүмкін 41. Біздің алдыңғы зерттеуіміз ЭТ8 бар науқастардың ішек микробиотасында өзгерістер туралы хабарлады. Мұнда біз ЭТ-дағы SCFA өзгерістерін де хабарлаймыз және ішек дисбиозы мен SCFA өзгерістері арасындағы байланысты анықтаймыз. SCFA деңгейінің төмендеуі ішек дисбиозымен және ЭТ-дағы тремордың ауырлығымен тығыз байланысты. Біздің нәтижелеріміз ішек-ми осі ЭТ патогенезінде маңызды рөл атқаруы мүмкін екенін көрсетеді, бірақ жануарлар модельдерінде қосымша зерттеулер қажет.
Паркинсон ауруымен ауыратын науқастармен салыстырғанда, ЭТ бар науқастардың нәжісінде изовалериан және изомай қышқылдарының деңгейі төмен. Изовалериан қышқылы мен изомай қышқылының үйлесімі Паркинсон ауруында ЭТ-ны AUC 0,743 (95% сенімділік аралығы: 0,629–0,857), сезімталдығы 74,3% және ерекшелігі 62,9% болатындай етіп анықтады, бұл олардың ЭТ дифференциалды диагнозында биомаркерлер ретіндегі әлеуетті рөлін көрсетеді. Нәжістегі изовалериан қышқылының деңгейі FTM және TETRAS ұпайларымен кері корреляцияланған. Нәжістегі изомай қышқылының деңгейі FTM ұпайларымен кері корреляцияланған. Изомай қышқылы деңгейінің төмендеуі катобактериялардың көптігінің төмендеуімен байланысты болды. Изовалериан қышқылы мен изомай қышқылының қызметі туралы аз мәлімет бар. Алдыңғы зерттеу Bacteroides ovale тышқандарын колонизациялау ішектегі SCFA құрамын (ацетат, пропионат, изобутират және изовалератты қоса алғанда) және ішектегі GABA концентрациясын арттырғанын көрсетті, бұл микробиоталар мен ішектегі SCFA/нейротрансмиттер концентрациялары арасындағы ішек байланысын көрсетеді32. Қызығы, байқалған изомай қышқылының деңгейлері PD және HC топтары арасында ұқсас болды, бірақ ET және PD (немесе HC) топтары арасында ерекшеленді. Изомай қышқылы AUC 0,718 (95% CI: 0,599–0,836) кезінде ET мен PD арасындағы айырмашылықты анықтай алды және AUC 0,655 (95% CI: 0,525–0,786) кезінде ET мен NC арасындағы айырмашылықты анықтай алды. Сонымен қатар, изомай қышқылының деңгейі тремордың ауырлығымен корреляцияланады, бұл оның ET-мен байланысын одан әрі күшейтеді. Ішке қабылданатын изомай қышқылы ET бар науқастарда тремордың ауырлығын төмендете ала ма деген сұрақ қосымша зерттеуді қажет етеді.
Осылайша, нәжістегі SCFA мөлшері ЭТ бар науқастарда төмендейді және ЭТ клиникалық ауырлығымен және ішек микробиотасындағы нақты өзгерістермен байланысты. Нәжістегі пропионат, бутират және изобутират ЭТ үшін диагностикалық биомаркерлер болуы мүмкін, ал изобутират және изовалератат ЭТ үшін дифференциалды диагностикалық биомаркерлер болуы мүмкін. Нәжістегі изобутираттың өзгерістері басқа SCFA-лардағы өзгерістерге қарағанда ЭТ үшін нақтырақ болуы мүмкін.
Біздің зерттеуіміздің бірнеше шектеулері бар. Біріншіден, тамақтану үлгілері мен тағамға деген талғам микробиотаның экспрессиясына әсер етуі мүмкін, әртүрлі популяциялардағы үлкенірек зерттеу үлгілері қажет, ал болашақ зерттеулер тамақ жиілігі бойынша сауалнамалар сияқты кешенді және жүйелі тамақтану сауалнамаларын енгізуі керек. Екіншіден, көлденең зерттеу дизайны SCFA мен ЭТ дамуы арасындағы себептік байланыс туралы кез келген қорытынды жасауға мүмкіндік бермейді. Нәжісті SCFA сериялық өлшемдері бар ұзақ мерзімді бақылау зерттеулері қажет. Үшіншіден, нәжісті SCFA деңгейлерінің диагностикалық және дифференциалды диагностикалық мүмкіндіктері ET, HC және PD тәуелсіз үлгілерін пайдаланып тексерілуі керек. Болашақта көбірек тәуелсіз нәжіс үлгілері тексерілуі керек. Соңында, біздің когортамыздағы PD бар науқастарда ЭТ бар науқастарға қарағанда ауру ұзақтығы айтарлықтай қысқа болды. Біз негізінен ЭТ, PD және HC-ны жасы, жынысы және BMI бойынша салыстырдық. ЭТ тобы мен PD тобы арасындағы ауру ағымының айырмашылығын ескере отырып, біз әрі қарай салыстыру үшін ерте PD бар 33 науқасты және ЭТ бар 16 науқасты (ауру ұзақтығы ≤3 жыл) зерттедік. SCFA-дағы топтар арасындағы айырмашылықтар жалпы алғанда біздің бастапқы деректерімізге сәйкес келді. Сонымен қатар, біз аурудың ұзақтығы мен SCFA өзгерістері арасында ешқандай корреляция таппадық. Дегенмен, болашақта үлкен үлгіде валидацияны аяқтау үшін ауру ұзақтығы қысқа ерте кезеңде Паркинсон және ЭТ бар науқастарды іріктеген дұрыс болар еді.
Зерттеу хаттамасын Шанхай Цзяо Тун университетінің медицина мектебіне қарасты Руйцзин ауруханасының этика комитеті (RHEC2018-243) мақұлдады. Барлық қатысушылардан жазбаша түрде хабардар етілген келісім алынды.
2019 жылдың қаңтары мен 2022 жылдың желтоқсаны аралығында Шанхай Цзяо Тун университетінің медицина мектебіне қарасты Руйцзинь ауруханасының қозғалыс бұзылыстары орталығы клиникасынан 109 субъект (37 ЭТ, 37 ПД және 35 ГК) осы зерттеуге қатысты. Критерийлер: (1) жасы 25–85 жас, (2) ЭТ бар науқастарға MDS жұмыс тобының критерийлеріне 42 сәйкес диагноз қойылды, ал ПД MDS критерийлеріне 43 сәйкес диагноз қойылды, (3) барлық науқастар нәжіс үлгілерін жинар алдында ПД-ға қарсы дәрілерді қабылдамаған. (4) ЭТ тобы нәжіс үлгілерін жинар алдында тек β-блокаторларды немесе ешқандай ұқсас дәрілерді қабылдаған жоқ. Жасына, жынысына және дене салмағының индексіне (ДСИ) сәйкес келетін ГК да таңдалды. Шығару критерийлері: (1) вегетариандықтар, (2) дұрыс тамақтанбау, (3) асқазан-ішек жолдарының созылмалы аурулары (ішектің қабыну ауруын, асқазан немесе он екі елі ішек жарасын қоса алғанда), (4) ауыр созылмалы аурулар (қатерлі ісіктерді қоса алғанда), жүрек жеткіліксіздігі, бүйрек жеткіліксіздігі, гематологиялық аурулар) (5) Асқазан-ішек жолдарына жасалған ірі хирургиялық араласудың тарихы, (6) Йогуртты созылмалы немесе үнемі тұтыну, (7) 1 ай бойы кез келген пробиотиктерді немесе антибиотиктерді қолдану, (8) Кортикостероидтарды, протон сорғысының ингибиторларын, статиндерді, метформинді, иммуносупрессанттарды немесе қатерлі ісікке қарсы препараттарды созылмалы қолдану және (9) клиникалық сынақтарға кедергі келтіретін ауыр когнитивті бұзылулар.
Барлық қатысушылар ДСИ есептеу үшін медициналық тарих, салмақ және бой туралы ақпарат берді және неврологиялық тексеруден және Гамильтон мазасыздықты бағалау шкаласы (HAMA) 44, Гамильтон депрессияны бағалау шкаласы-17 (HAMD-17) 45 сияқты клиникалық бағалаудан өтті. депрессия, іш қатудың ауырлығы Векснер іш қату шкаласы 46 және Бристоль нәжіс шкаласы 47 арқылы және когнитивті өнімділік Мини-психикалық жағдайды тексеру (MMSE) 48 арқылы бағаланды. Паркинсон ауруының вегетативті симптомдарын бағалау шкаласы (SCOPA-AUT) 49 ЭТ және Паркинсон ауруы бар науқастардағы вегетативті дисфункцияны зерттеді. Фан-Толос-Марин клиникалық діріл рейтингі шкаласы (FTM) және Маңызды діріл рейтингі шкаласы (TETRAS) 50 ЭТ бар науқастарда діріл зерттеу тобы (TRG) 50 тексерілді; Біріккен Паркинсон ауруы қауымдастығы демеушілік еткен Кинсон ауруын бағалау шкаласы (MDS-UPDRS) 51 нұсқасы және Хоэн мен Яр (HY) 52 дәрежесі тексерілді.
Әрбір қатысушыдан таңертең нәжіс жинау контейнерін пайдаланып нәжіс үлгісін жинау сұралды. Өңдеу алдында контейнерлерді мұзға салып, -80°C температурада сақтаңыз. SCFA талдауы Tiangene Biotechnology (Shanghai) Co., Ltd компаниясының күнделікті жұмысына сәйкес жүргізілді. Әрбір субъектіден 400 мг жаңа нәжіс үлгілері жиналып, ұнтақтаудан және алдын ала ультрадыбыспен өңделгеннен кейін SCFA көмегімен талданды. Нәжістегі таңдалған SCFA газ хроматографиясы-масс-спектрометрия (GC-MS) және сұйық хроматография-тандем MS (LC-MS/MS) көмегімен талданды.
ДНҚ 200 мг үлгілерден өндірушінің нұсқауларына сәйкес QIAamp® Fast DNA Stool Mini Kit (QIAGEN, Хильден, Германия) көмегімен алынды. Микробтық құрам нәжістен бөлініп алынған ДНҚ-дағы 16 S рРНҚ генін V3-V4 аймағын күшейту арқылы секвенирлеу арқылы анықталды. ДНҚ-ны үлгіні 1,2% агароза гелінде іске қосу арқылы тексеріңіз. 16S рРНҚ генін полимеразды тізбекті реакция (ПТР) арқылы күшейту Novaseq платформасында жасалған әмбебап бактериялық праймерлерді (357 F және 806 R) және екі сатылы ампликон кітапханасын қолдану арқылы жүргізілді.
Үздіксіз айнымалылар орташа ± стандартты ауытқу ретінде, ал категориялық айнымалылар сандар мен пайыздар ретінде көрсетіледі. Дисперсиялардың біртектілігін тексеру үшін біз Левен сынағын қолдандық. Салыстырулар айнымалылар қалыпты таралған болса, екі жақты t-тесттер немесе дисперсия талдауы (ANOVA) және қалыптылық немесе гомоскедастикалық болжамдар бұзылған болса, параметрлік емес Манн-Уитни U тесттері арқылы жүргізілді. Модельдің диагностикалық өнімділігін сандық бағалау және SCFA-ның ET бар науқастарды HC немесе PD бар науқастардан ажырату қабілетін зерттеу үшін біз қабылдағыштың жұмыс сипаттамасы (ROC) қисығы астындағы аймақты (AUC) пайдаландық. SCFA мен клиникалық ауырлық арасындағы байланысты зерттеу үшін біз Спирман корреляциялық талдауын қолдандық. Статистикалық талдау SPSS бағдарламалық жасақтамасын (22.0 нұсқасы; SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс) пайдаланып, маңыздылық деңгейі (P мәні мен FDR-P қоса алғанда) 0,05 (екі жақты) деп белгіленген кезде жүргізілді.
16 S тізбектері Trimmomatic (0.35 нұсқасы), Flash (1.2.11 нұсқасы), UPARSE (v8.1.1756 нұсқасы), mothur (1.33.3 нұсқасы) және R (3.6.3 нұсқасы) бағдарламалық жасақтамасының тіркесімін пайдаланып талданды. Шикі 16S рРНҚ генінің деректері 97% сәйкестікпен операциялық таксономиялық бірліктерді (OTU) жасау үшін UPARSE көмегімен өңделді. Таксономиялар Silva 128 анықтамалық дерекқоры ретінде көрсетілді. Әрі қарай талдау үшін салыстырмалы молшылық деректерінің жалпы деңгейі таңдалды. α шегі 0,05 және әсер шегі 2,0 болатын топтар (ET vs. HC, ET vs. PD) арасындағы салыстырулар үшін сызықтық дискриминанттық талдау (LDA) әсер өлшемін талдау (LEfSE) пайдаланылды. LEfSE талдауымен анықталған дискриминанттық гендер SCFA-ның Спирман корреляциялық талдауы үшін де пайдаланылды.
Зерттеу дизайны туралы қосымша ақпарат алу үшін осы мақаламен байланысты Табиғи зерттеулер туралы есептің аннотациясын қараңыз.
16S шикі секвенирлеу деректері Ұлттық биотехнологиялық ақпарат орталығының (NCBI) BioProject дерекқорында (SRP438900: PRJNA974928) сақталады, URL мекенжайы: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/study/?acc= SRP438900&o. =acc_s% 3Aa. Басқа да тиісті деректер тиісті авторға ақылға қонымды сұраныс бойынша, мысалы, ғылыми ынтымақтастық және толық зерттеу жобаларымен академиялық алмасулар бойынша қолжетімді. Біздің келісіміміздісіз деректерді үшінші тараптарға беруге рұқсат етілмейді.
Әдепкі параметрлерді немесе «Әдіс» бөлімін пайдаланып, Trimmomatic (0.35 нұсқасы), Flash (1.2.11 нұсқасы), UPARSE (v8.1.1756 нұсқасы), mothur (1.33.3 нұсқасы) және R (3.6.3 нұсқасы) комбинацияларымен ғана ашық бастапқы код. Қосымша нақтылау ақпараты тиісті авторға ақылға қонымды сұраныс бойынша берілуі мүмкін.
Прадип С және Механна Р. Гиперкинетикалық қозғалыс бұзылыстары мен атаксия кезіндегі асқазан-ішек жолдарының бұзылыстары. Паркинсон ауруымен байланысты. сананың шатасуы. 90, 125–133 (2021).
Луис, ЭД және Фауст, ПЛ Эссенциалды тремор патологиясы: нейродегенерация және нейрондық байланыстардың қайта құрылуы. Ұлттық Пастор Нирол. 16, 69–83 (2020).
Жиронелл, А. Эссенциалды тремор Габа дисфункциясының негізгі бұзылуы ма? Иә. халықаралық. Rev. Neuroscience. 163, 259–284 (2022).
Догра Н., Мани Р.Дж. және Катара Д.П. Ішек-ми осі: Паркинсон ауруындағы сигнал берудің екі режимі. Жасушалық молекулалар. Нейробиология. 42, 315–332 (2022).
Куигли, EMM. Микробиота-ми-ішек осі және нейродегенеративті аурулар. ағымдағы. Неллора. Неврология. Есептер 17, 94 (2017).
Liu, XJ, Wu, LH, Xie, WR және He, XX Нәжіс микробиотасының трансплантациясы пациенттерде эссенциалды тремор мен тітіркенген ішек синдромын бір мезгілде жақсартады. Гериатриялық психология 20, 796–798 (2020).
Чжан П. және т.б. Эссенциалды тремор кезіндегі ішек микробиотасындағы нақты өзгерістер және олардың Паркинсон ауруынан дифференциациясы. NPJ Паркинсон ауруы. 8, 98 (2022).
Луо С, Чжу Х, Чжан Дж және Ван Д. Микробиотаның нейрондық-глиальды-эпителийлік бірліктерді реттеудегі маңызды рөлі. Инфекцияларға төзімділік. 14, 5613–5628 (2021).
Эмин А. және т.б. Паркинсон ауруының үдемелі кезеңіндегі он екі елі ішек альфа-синуклеинінің және ішек глиозының патологиясы. қозғалу. сананың шатасуы. https://doi.org/10.1002/mds.29358 (2023).
Скорванек М. және т.б. Альфа-синуклеин 5G4-ке қарсы антиденелер тоқ ішектің шырышты қабығындағы Паркинсон ауруының айқын және продромальды түрлерін анықтайды. қозғалыс. шатасу. 33, 1366–1368 (2018).
Алгарни М және Фасано А. Эссенциалды тремор мен Паркинсон ауруының сәйкестігі. Паркинсон ауруымен байланысты. сананың шатасуы. 46, С101–С104 (2018).
Sampson, TR және т.б. Ішек микробиотасы Паркинсон ауруының модельдерінде қозғалыс тапшылығын және нейроқабынуды модуляциялайды. Cell 167, 1469–1480.e1412 (2016).
Унгер, ММ және т.б. Қысқа тізбекті май қышқылдары және ішек микробиотасы Паркинсон ауруымен ауыратын науқастар мен жасы сәйкес келетін бақылау тобында ерекшеленеді. Паркинсон ауруымен байланысты. сананың шатасуы. 32, 66–72 (2016).
Бличер Э, Леви М, Татировский Э және Элинав Э. Хосттың иммундық интерфейсіндегі микробиомамен реттелетін метаболиттер. Иммунология журналы. 198, 572–580 (2017).