Musstudie viser at tarmmykobiom påvirker metabolismen av bearbeidet diett

Studier av mikrobiomet i den menneskelige tarmen fokuserer hovedsakelig på bakterier. Andre mikrober som også er tilstede i tarmen - virus, protister, archaea, og sopp - har i stor grad blitt oversett.

Ny forskning på mus peker nå på en viktig rolle for sopp i tarmen - fellesskapene av muggsopp og gjær kjent som mykobiomet - som er det aktive grensesnittet mellom verten og kostholdet deres.

"Vi viste at tarmmykobiomet til friske mus ble formet av miljøet, inkludert diett, og at det signifikant korrelerte med metabolske utfall, "sa Kent Willis, M.D., en assisterende professor ved University of Alabama i Birmingham og medforfatter av studien, publisert i tidsskriftet Kommunikasjonsbiologi .

"Resultatene våre støtter en rolle for tarmmykobiomet i vertens metabolsk tilpasning, og disse resultatene har viktige implikasjoner angående utformingen av mikrobiomstudier og reproduserbarheten av eksperimentelle studier av vertsmetabolisme. "

Willis og kolleger så på sopp i jejunum i musens tynntarm, stedet for den mest mangfoldige sopppopulasjonen i musetarmen.

De fant at eksponering for et behandlet kosthold, som er representativ for en typisk vestlig diett rik på rensede karbohydrater, førte til vedvarende forskjeller i soppsamfunn som signifikant forbundet med differensiell avsetning av kroppsmasse hos hannmus, sammenlignet med mus som fôret et standardisert kosthold.

Forskerne fant at fettavsetning i leveren, transkripsjonell tilpasning av metabolsk aktivt vev og serummetabolske biomarkørnivåer var alle knyttet til endringer i soppsamfunnets mangfold og sammensetning.

Variasjoner av sopp fra to slekter - Thermomyces og Saccharomyces - var de sterkest assosierte med metabolsk forstyrrelse og vektøkning.

Studien hadde et genialt utgangspunkt. Forskerne skaffet seg genetisk identiske mus fra fire forskjellige forskningsdyrleverandører. Det er kjent at tarmbakteriesamfunn varierer markant fra leverandøren.

På samme måte, forskerne fant dramatisk forskjellig variasjon av leverandøren for jejunum mycobiomes, målt ved sekvensering internt transkribert spacer rRNA.

Ved baseline, mus fra en av leverandørene hadde fem unike soppslekter, og mus fra de tre andre leverandørene hadde tre, to og en unik slekt, henholdsvis.

De så også på sammensetning av interkingdom -samfunn - det vil si bakterier så vel som sopp - og fant store grunnforskjeller i bakteriesamfunnet.

Fra dette første sopp- og bakterielle mangfoldet, de målte deretter effekten av tid og forskjeller i kosthold - standardisert chow kontra sterkt behandlet diett - på sopp- og bakteriesamfunn.

Forskerne tok også opp et grunnleggende spørsmål:Blir sopporganismer oppdaget av neste generasjons sekvensering som kommer fra dietten, eller er de sanne kommensale organismer som koloniserer og replikerer i tarmen?

De sammenlignet sekvensering av matpellets, som inneholdt noen sopp, og innholdet i musen -jejunum for å vise jejunum -soppene var sanne kommensalkolonisatorer.

Og dermed, denne studien, ledet av Willis-og medkorresponderende forfatter Joseph Pierre, Ph.D., og medforfattere Tahliyah S. Mims og Qusai Al Abdallah, Ph.D., fra University of Tennessee Health Science Center, Memphis, Tennessee - viste at variasjoner i den relative mengden og sammensetningen av tarmmykobiomet korrelerer med viktige trekk ved vertsmetabolismen.

Dette legger et grunnlag for å forstå de komplekse interkingdom -interaksjonene mellom bakterier og sopp og hvordan de begge former, og potensielt bidra til, vert homeostase.

Våre resultater fremhever den potensielle betydningen av tarmmykobiomet for helse, og de har implikasjoner for menneskelige og eksperimentelle metabolske studier. Implikasjonen for humane mikrobiomstudier, som ofte undersøker bare bakterier og prøver bare avføringssamfunn, er at mykobiomet kan ha uvurderlige effekter på mikrobiomassosierte utfall. "

Joseph Pierre, PhD, Studer medforsvarende forfatter, University of Alabama i Birmingham

Forskningen ble for det meste utført ved University of Tennessee Health Science Center, hvor Willis var assisterende professor før han begynte i avdelingen for neonatologi ved UAB Department of Pediatrics i fjor sommer.

Oversettelsesforskningen i Willis Lung Lab ved UAB søker å forstå hvordan slike kommensale sopp påvirker nyfødt fysiologi og sykdom, hovedsakelig ved å utforske tarm-lunge-aksen ved bronkopulmonal dysplasi, en lungesykdom hos premature nyfødte.

Studiet i Kommunikasjonsbiologi bruker voksne dyr, Willis sier, bidratt til å utvikle modeller for pågående forskning på nyfødte dyr.

• Apoptose er en viktig formidler av patogenese ved infeksjon av koronavirus fra dyr
• Åtte kjennetegn ved miljøeksponering som bidrar til sykdom