Studiet, "Sphinganin i kosten assimileres selektivt af medlemmer af Mammalian Gut Microbiome, "blev offentliggjort i juli i Journal of Lipid Research.
Sphinganin fra mælk Johnson Lab/Provided En ny teknik giver forskere mulighed for at spore specifikke næringsstoffer, da de optages af tarmmikrober i en muses fordøjelseskanal. Billedet viser visse mikrober (rød), der optager et næringsstof, der er almindeligt i modermælk kaldet sphinganin; blå mikrober har ikke taget det til sig.
Papiret beskriver en innovativ teknik udviklet på Cornell til at spore skæbnen for metabolitter - næringsstoffer dannet i eller nødvendige for metabolisme - gennem musens fordøjelseskanal og identificere, hvordan de interagerer med bestemte tarmmikrober.
"Vi tror, at metoderne kan udvides til mange forskellige mikrobiomsystemer, "sagde seniorforfatter Elizabeth Johnson, adjunkt i ernæringsvidenskab ved College of Agriculture and Life Sciences. Hun bemærkede, at forskere undersøger virkningerne af en fedtfattig vs. fedtfattig kost, eller en ketodi, kan bruge teknikken til at spore metabolitter.
Metoden kunne afsløre, hvordan specifikke metabolitter fremmer specifikke bakterier. Dette kan give ernæringseksperter mulighed for at ordinere, at patienter spiser mad, der indeholder specifikke metabolitter, med vilje ændrer sammensætningen af deres mikrobiomer, Sagde Johnson.
Modermælk og mange andre fødevarer indeholder en klasse af lipidmetabolitter kaldet sphingolipider. Tidligere forskning tyder på, at disse metabolitter hjælper med at forme et spædbarns mikrobiom, men det var ikke kendt, om de rent faktisk interagerer med mikrobiomet.
Undersøgelsen identificerede to typer tarmmikrober, Bacteroides og Bifidobacterium, der bruger sphingolipider til deres eget stofskifte.
Selvom meget lidt er kendt om tarmmikrobernes specifikke roller i menneskers sundhed, Bakteroider har været impliceret i både gavnlige og ikke-gavnlige virkninger, afhængig af kontekst. De er generelt forbundet med mikrobiomer hos raske spædbørn, der ammes. Bifidobacterium, vist for første gang i denne undersøgelse til behandling af sphingolipider i kosten, betragtes som de typiske gavnlige bakterier, omfattende op til 95% af ammende mikrobiom fra spædbørn.
De er også et meget populært håndkøbs probiotikum.
Vores laboratorium er meget interesseret i, hvordan kosten interagerer med mikrobiomet for virkelig at forstå, hvordan du bedst kan modulere det til at have positive effekter på helbredet. I dette studie, det kunne vi se ja disse lipider i kosten, der er en stor del af [ammende] spædbørns kost, interagerer ret robust med tarmmikrobiomet. "
Elizabeth Johnson, Lektor i ernæringsvidenskab, College of Agriculture and Life Sciences
Sphingolipider stammer fra tre hovedkilder:kost; bakterier, der kan producere dem; og de fleste værtsvæv.
Johnson, sammen med første forfatter Min-Ting Lee, en doktorand, og Henry Le, en postdoktor, både i Johnsons laboratorium, skabt en teknik til specifikt at spore diæt -sphingolipider, da de passerede gennem musens tarm.
"Vi tilpassede syntetisk det sfingolipid, vi tilføjede til kosten, "Johnson sagde." Det er næsten identisk med dem, der stammer fra modermælk, men med et lille kemisk mærke, så vi kunne spore sphingolipidets placering, når det blev indtaget af musene. "
Lee brugte derefter en fluorescerende etiket, der var knyttet til celler eller mikrober, der absorberede det mærkede lipid, sådan at enhver bakterie, der havde optaget sphingolipider, lyste rødt. Mikrober fra musens mikrobiomer blev derefter isoleret og analyseret. Befolkninger med røde mikrober blev adskilt fra de andre, og disse blev derefter genetisk sekventeret for at identificere bakteriearterne.
Med yderligere undersøgelse, Le var i stand til at identificere de metabolitter, som Bacteroides og Bifidobacterium producerer, når de udsættes for sphingolipider i kosten. Yderligere undersøgelser er i gang for at afgøre, om disse mikrobielt producerede metabolitter er gavnlige for spædbarns sundhed.