Innovatiivinen tekniikka seuraa äidinmaidon ravinteita imeväisten suoliston mikrobiomissa

Uusi hiirillä tehty tutkimus auttaa selittämään, miksi rintaruokittujen imeväisten suoliston mikrobiomit voivat poiketa suuresti äidinmaidonkorvikkeista.

Tutkimus, "Nisäkkäiden suoliston mikrobiomin jäsenet assimiloivat valikoivasti ruokavalion sphinganiinia, "julkaistiin heinäkuussa Journal of Lipid Research.

Sphinganine maidosta Johnson Lab/Provided Uuden tekniikan avulla tutkijat voivat seurata tiettyjä ravintoaineita, kun suolen mikrobit imevät ne hiiren ruoansulatuskanavaan. Kuvassa tietyt mikrobit (punaiset) ottavat ihmisen maidossa tavallista ravintoainetta, nimeltään sphinganine; siniset mikrobit eivät ole ottaneet sitä sisään.

Tässä artikkelissa kuvataan Cornellissa kehitetty innovatiivinen tekniikka, jolla seurataan aineenvaihduntatuotteiden - aineenvaihduntaan muodostuneiden tai tarvittavien ravintoaineiden - kohtaloa hiiren ruoansulatuskanavan kautta ja tunnistetaan, miten ne ovat vuorovaikutuksessa tiettyjen suolen mikrobien kanssa.

"Uskomme, että menetelmät ovat laajennettavissa moniin erilaisiin mikrobiomijärjestelmiin, "sanoi vanhempi kirjailija Elizabeth Johnson, ravitsemustieteiden apulaisprofessori maatalous- ja biotieteiden korkeakoulussa. Hän totesi, että tutkijat tutkivat rasvaisen ja vähärasvaisen ruokavalion vaikutuksia, tai keto -ruokavalio, saattaa käyttää tekniikkaa metaboliittien seurantaan.

Menetelmä voisi paljastaa, kuinka tietyt metaboliitit edistävät tiettyjä bakteereja. Näin ravitsemusterapeutit voivat määrätä, että potilaat syövät tiettyjä metaboliitteja sisältäviä elintarvikkeita tarkoituksellisesti muuttamaan mikrobiomiensa koostumusta, Johnson sanoi.

Ihmisen maito ja monet muut elintarvikkeet sisältävät luokan lipidimetaboliitteja, joita kutsutaan sfingolipideiksi. Aiemmat tutkimukset viittasivat siihen, että nämä metaboliitit auttavat muokkaamaan lapsen mikrobiomia, mutta ei tiedetty, ovatko ne todella vuorovaikutuksessa mikrobiomin kanssa.

Tutkimuksessa tunnistettiin kaksi suoliston mikrobityyppiä, Bacteroides ja Bifidobacterium, jotka käyttävät sfingolipidejä omaan aineenvaihduntaansa.

Vaikka hyvin vähän tiedetään suolistomikrobien erityisrooleista ihmisten terveydelle, Bakteroideilla on ollut sekä hyödyllisiä että ei-niin-suotuisia vaikutuksia, kontekstista riippuen. Ne liittyvät yleensä terveiden rintaruokittujen vauvojen mikrobiomeihin. Bifidobakteeri, näytettiin ensimmäistä kertaa tässä tutkimuksessa ravinnon sfingolipidien käsittelyyn, pidetään tärkeimpinä hyödyllisinä bakteereina, joka sisältää jopa 95% rintaruokittujen vauvojen mikrobiomista.

Ne ovat myös erittäin suosittu reseptitön probiootti.

Laboratoriomme on erittäin kiinnostunut siitä, miten ruokavalio on vuorovaikutuksessa mikrobiomin kanssa, jotta voimme todella ymmärtää, miten voit parhaiten moduloida sitä siten, että sillä on myönteisiä vaikutuksia terveyteen. Tässä tutkimuksessa pystyimme näkemään, että kyllä, nämä ruokavalion lipidit, jotka ovat suuri osa [rintaruokittuja] imeväisten ruokavalioita, ovat vuorovaikutuksessa melko vahvasti suoliston mikrobiomin kanssa. "

Elizabeth Johnson, Ravitsemustieteen apulaisprofessori, Maatalouden ja biotieteiden korkeakoulu

Sfingolipidit ovat peräisin kolmesta päälähteestä:ruokavalio; bakteerit, jotka voivat tuottaa niitä; ja useimmat isäntäkudokset.

Johnson, yhdessä ensimmäisen kirjailijan Min-Ting Leen kanssa, tohtorikoulutettava, ja Henry Le, tutkijatohtori, molemmat Johnsonin laboratoriossa, loi tekniikan erityisesti seurata ruokavalion sfingolipidejä niiden kulkiessa hiiren suolen läpi.

"Me syntetisoimme mukautetusti sfingolipidin, jonka lisäsimme ruokavalioon, "Johnson sanoi." Se on melkein identtinen äidinmaidosta peräisin olevien kanssa, mutta sillä on pieni kemiallinen tunniste, jotta voisimme jäljittää sfingolipidin sijainnin sen jälkeen, kun hiiret olivat nauttineet sen. "

Lee käytti sitten fluoresoivaa etikettiä, joka kiinnitettiin soluihin tai mikrobeihin, jotka absorboivat merkityn lipidin, niin, että kaikki sfingolipidejä ottaneet bakteerit palavat punaisina. Mikrobit hiirien mikrobiomeista eristettiin ja analysoitiin. Populaatiot, joissa oli punaisia ​​mikrobeja, erotettiin muista ja nämä sitten sekvensoitiin geneettisesti bakteerilajien tunnistamiseksi.

Jatkotutkimuksen myötä, Le pystyi tunnistamaan metaboliitit, joita Bacteroides ja Bifidobacterium tuottavat altistuessaan ruokavalion sfingolipideille. Jatkotutkimuksia tehdään parhaillaan sen määrittämiseksi, ovatko nämä mikrobien tuottamat metaboliitit hyödyllisiä imeväisten terveydelle.

• Koirien ikääntymismekanismi ja muistin suorituskyky liittyvät suolen mikrobiomikoostumukseen
• Ainutlaatuinen vasta-aineprofiili erottaa ihmiset, joilla ei ole keliakiaa