הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר מחקר

השפעות של השתלת מיקרוביוטה צואית על מאפיינים מיקרוביאליים במעי ועל פנוטיפים קליניים בחולים עם מחלת הפרקינסון

141 צפיות

⸱

DOI:

10.3791/72702

⸱

14 באוגוסט 2026

 ,  , 
1Department of Neurology, The Second Affiliated Hospital of Nanjing Medical University, 2Department of Geriatrics, The Second Affiliated Hospital of Nanjing Medical University

במאמר זה

סיכום

מחקר גשמי זה, שנערך בקרב שישה חולים עם מחלת הפרקינסון שעברו השתלת מיקרוביוטה צואית, בחן שינויים זמניים במגוון המיקרוביאלי במעי, בהרכב הטקסונומי ובפרופילים התפקודיים החזויים, לצד שיפורים בתסמינים מוטוריים ולא-מוטוריים. ממצאים אלו מספקים ראיות ראשוניות התומכות בבדיקה מעמיקה יותר של התערבויות מבוססות מיקרוביוטה.

תקציר

שינויים במיקרוביוטה של המעי נקשרו למחלת פרקינסון (PD), אך שינויים מיקרוביאליים לאורכיים לאחר השתקת מיקרוביוטה צואית (FMT) והקשרים הקליניים שלהם עדיין אינם מובנים דיו. מחקר תצפיתי רטרוספקטיבי במרכז יחיד זה כלל 6 חולים עם PD, שסווגו לתתי-קבוצות של חומרה גבוהה ונמוכה על בסיס משך המחלה (>6 שנים לעומת ≤6 שנים). שלושים ושישה דגימות צואה נאספו לפני ה-FMT ובאופן חודשי למשך חמישה חודשים לאחר מכן. גיוון מיקרוביאלי, מבנה הקהילה, הרכב טקסונומי ופרופילים פונקציונליים חזויים הוערכו באמצעות ריצוף גן rRNA ריבוסומלי 16S. הניתוחים כללו גיוון אלפא ובטא, שפע טקסונומי, גודל השפעה של ניתוח מבחן לינארי (LEDA), חיזוי פונקציונלי מבוסס Tax4Fun2, ומתאמי דרג של ספירמן בין מאפיינים מיקרוביאליים למדדים קליניים. ניתוחים תיאוריים הצביעו על הבדלים בעשירות המיקרוביאלית, בגיוון, במבנה הקהילה ובפונקציות החזויות בין תתי-הקבוצות של החומרה ובמהלך נקודות הזמן שלאחר ה-FMT. בקו הבסיס, לתת-הקבוצה בעלת החומרה הנמוכה הייתה עשירות וגיוון מיקרוביאליים גבוהים יותר מאשר לתת-הקבוצה בעלת החומרה הגבוהה, עם שפע גבוה יחסית של טקסה כולל Bifidobacterium ו-Lactobacillus. חודש לאחר ה-FMT, העשירות והגיוון עלו מקו הבסיס בתת-הקבוצה בעלת החומרה הגבוהה, בליווי שינויים בהרכב הטקסונומי. שתי תתי-הקבוצות הראו שונות הקשורה לזמן בגיוון המיקרוביאלי ובהעשרה חזויה של מסלולים מתוך Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes לאחר ה-FMT. הפונקציות החזויות כללו מטבוליזם של פחמימות וחומצות אמינו, ביוסינתזה של מטבוליטים משניים, הובלה ממברנית והעברת אותות. מספר יחידות טקסונומיות תפעוליות (OTUs) היו במתאם למדדים של ליקויים מוטוריים, עצירות, איכות שינה, מצב תפקודי ותסמינים נוירופסיכיאטריים. לפיכך, FMT היה קשור לשינויים לאורכיים בגיוון, בהרכב ובפונקציות החזויות של מיקרוביוטת המעי, ומאפיינים מיקרוביאליים ספציפיים היו קשורים למדדים מוטוריים ולא-מוטוריים. בהינתן העובדה שהקוהורט הרטרוספקטיבית הייתה קטנה, ממצאים אלו הם ראשוניים ומצריכים אישור במחקרי בקרה גדולים יותר. מחקרים עתידיים צריכים לקבוע האם שינויים מיקרוביאליים אלו ניתנים לשחזור, נשמרים מעבר לחמישה חודשים, משקפים השתבצות של התורם, ותואמים לשיפור קליני מדיד לאחר השתלה ב-PD.

מבוא

מחלת פרקינסון (PD) היא הפרעה נוירודגנרטיבית פרוגרסיבית שכיחה המתאפיינת בברדיקינזיה, נוקשות, רעד במנוחה וחוסר יציבות תנוחתיות1. בעוד שהפתוגנזה שלה טרם הובהרה במלואה, גורמים מרובים, כולל נוירו-דלקת, חשיפות סביבתיות ונטייה גנטית, קשרו למהלך התחלתו והתקדמותה של המחלה2. ראיות אפידמיולוגיות מצביעות על כך ש-PD היא אחת ההפרעות הנוירולוגיות השכיחות ביותר בקרב מבוגרים והיא קשורה לנטל משמעותי של מוגבלות, כאשר השכיחות עולה עם הגיל3. טיפולים נוכחיים, ובמיוחד טיפול תחליפי דופמין, יכולים להקל על תסמינים מוטוריים במידה מסוימת, אך השפעתם על התקדמות המחלה ועל תסמינים רבים שאינם מוטוריים נותרה מוגבלת, והתגובות לטיפול משתנות בין אנשים4. לפיכך, המשך חקירה של שינויים ביולוגיים הקשורים ל-PD ויעדים טיפוליים פוטנציאליים נותר בעל חשיבות קלינית.

קהילת המיקרוביום במעי ממלאת תפקיד חשוב בשמירת שלמות מחסום המעי, בויסות תגובות חיסוניות ובשמירה על הומאוסטזיס מטבולי5. השתלת מיקרוביוטה צואית (FMT) כוללת העברה של מיקרוביוטה צואית מתורם בריא למקבל במטרה לשקם את המאזן המיקרוביאלי במעי6,7. מחקרי בעלי חיים מרובים הצביעו על כך שהשתלת מיקרוביוטת מעי יכולה להשפיע על פנוטיפים נוירו-התנהגותיים8,9. בהינתן שמיקרוביוטה ממטופלים עם דיכאון או חרדה יכולה להשריץ שינויים התנהגותיים תואמים בעכברים, מיקרוביוטה מתורמים בריאים עשויה לשפר תוצאות התנהגותיות10. בנוסף, תצפיות קליניות ראשוניות דיווחו על שיפור בתסמינים לאחר FMT בחלק מהמטופלים עם PD ואוטיזם, מה שמרמז כי להתערבויות מבוססות מיקרוביוטה עשוי להיות רלוונסיות פוטנציאלית להפרעות נוירולוגיות ונוירו-פסיכיאטריות11,12. עם זאת, המנגנונים העומדים בבסיס השפעות אלו נותרו לא ברורים, ונדרשים מחקרים קליניים כדי לבסס את הבטיחות והיעילות של FMT ב-PD.

למרות שמחקרים קודמים הצביעו על קשר בין מיקרוביוטת המעי לבין PD, השינויים האורכיים בהרכב המיקרוביאלי של המעי בעקבות FMT והקשרים שלהם למאפיינים קליניים נותרו niezוהים במידה רבה. עדיין לא ברור האם חולים עם חומרות קליניות שונות מראים תגובות מיקרוביאליות מובחנות לאחר FMT.

במחקר תצפיתי רטרוספקטיבי זה, שנערך במרכז רפואי אחד, סקרנו חולי PD שעברו FMT במסגרת פרקטיקה קלינית שגרתית. נותחו מדדים קליניים לפני ואחרי ה-FMT, ודגימות צואה זמינות נותחו בהמשך באמצעות רצף גנים של 16S rRNA כדי לבחון את הגיוון המיקרוביאלי במעי, את ההרכב הטקסונומי, פרופילים פונקציונליים חזויים ומתאמים עם מדדים קליניים. מחקר זה נועד לאפיין תוצאות קליניות ופרופילים של מיקרוביוטת המעי לאחר FMT ב-PD, ולספק ראיות ראשוניות למחקרי בקרה פרוספקטיביים עתידיים.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

המחקר נערך בהתאם להצהרת הלסינקי, והפרוטוקול אושר על ידי ועדת האתיקה של בית החולים השני המסונף לאוניברסיטת ננג'ינג הרפואית (מספר אישור: 2021-KY-100-01). הסכמה מדעת בכתב התקבלה מכל המשתתפים.

מחקר תצפיתי רטרוספקטיבי זה, שנערך במרכז אחד, בוצע במחלקה לנוירולוגיה בבית החולים המשלי שני של אוניברסיטת נאנג'ינג לרפואה. מינואר 2022 עד דצמבר 2023, נכללו בסך הכל 32 חולים עם PD ראשוני שעמדו בקריטריונים האבחנתיים למחלת הפרקינסון (מהדורת 2020). בסופו של דבר, שישה חולים שעמדו בקריטריוני בחירה קפדניים והשלימו את כל הליכי המחקר נכללו בניתוח המשך. פרטי הסינון, ההחרגה והמעקב מוצגים ב-איור משלים 1.

איסוף דגימות צואה וניתוח הקהילה המיקרוביאלית

מיקרוביוטה עיתית הושגה ממתנדבים בריאים. תהליך סינון התורמים בוצע בקפידה בהתאם להסכמת המומחים הסינית בנושא יישום קליני של השתלת מיקרוביוטה עיתית. קריטריונים להכללת תורמים: גיל 18–40 שנים, ללא היסטוריה של מחלות כרוניות; ללא היסטוריה של מחלות במערכת העיכול, הפרעות מטבוליות, מחלות אוטואימוניות או הפרעות פסיכיאטריות; ללא שימוש באנטיביוטיקה, פרוביוטיקה, תרופות מדכאות חיסון או מעכבי משאבת פרוטונים ב-3 החודשים האחרונים; ללא נסיעות לאזורי מגפה, ללא עירויי דם או היסטוריה כירורגית ב-6 החודשים האחרונים. סינון דם ועיתים לשלילת מחלות זיהומיות ופתוגנים כולל: נגיף הכשל החיסוני האנושי (HIV), נגיף הדלקת הכבד B (HBV), נגיף הדלקת הכבד C (HCV), Treponema pallidum, Clostridium difficile, סלמונלה (Salmonella), Shigella, קמפילובקטר (Campylobacter), פתוגני Escherichia coli, נגיפי מעי וטפילים. נפחה של דגימת צואה תקפה אחת צריך להיות לפחות 50 גרם. באמצעות מערכת אוטומטית לטיהור מיקרוביוטה של צואה (ראה טבלת חומרים), 500 מ"ל של תמיסל מלח סטרילי הוספו לכל 100 גרם של צואה טרייה, שלושה סבבים של סנטריפוגציה ושטיפה סטנדרטיים (700 × ג', 3 דקות), ומיד לאחר מכן בוצע חיסון לאחר הכנת תרחיף עם תמיסת מלח סטרילית ביחס נפחים של 1:2. הנבדקים קיבלו הזרקה בודדת של 150 מ"ל תרחיף המכיל כ-5 × 10^13 חיידקים חיים13.

כל המקבלים קיבלו FMT באמצעות קולונוסקופיה, כאשר המכשיר הוכנס עד לעיוור (cecum) ולמעי הגס העולה; התמיה הוזרקה לאט ובאופן אחיד דרך תעלת הביופסיה כדי לעודד יישוב מועדף של המעי הגס הימני. לאחר ההזרקה, נשארו המטופלים בתנוחה שכיבה על צדם הימני למשך 2 h לפחות. לפני הפרוצדורה, נשמרה דיאטה דלה בשיירי מזון למשך 3 ימים, ולאחר מכן דיאטה נוזלית מלאה למשך 24 h לפני הפרוצדורה, עם צום ממוצקים למשך 6 h ומנוזלים למשך 2 h לפני ההזרקה. בערב שלפני הש transplantation, בוצע ניקוי סטנדרטי של כל המעי באמצעות תמיסת אלקטרוליטים של polyethylene glycol עד לקבלת הפרשה צלולה ללא צואה. הגבלות תרופתיות כללו הפסקה של אנטיביוטיקה סיסטמית למשך 72 h לפחות לפני ה-FMT והימנעות ממנה למשך שבוע לאחר מכן. מעכבי פומפת פרוטון (PPIs) הופסקו 24–48 h לפני הפרוצדורה, וחומרים משלשליים ופרוביוטיקה הופסקו ביום ה-transplantation.

במהלך הפרוצדורה, בוצע ניטור רציף של קצב הלב, לחץ הדם ורוויית החמצן, ונבחנו תסמינים כגון נפיחות בבטן, כאב או בחילה; העירוי הופסק באופן מיידי במקרה של כאב בטן חריף או תסמונת של hypotension. במהלך 7 הימים הראשונים לאחר ההשתלה, נערך מעקב יומי לתיעוד תדירות יציאות, עקביות הצואה וכל תופעות הלוואי, כולל כאבי בטן, שלשולים, חום והמטוכזיה (hematochezia). המעקב ארוך הטווח נמשך עד 5 חודשים, וכלל דגימות צואה מתוכננות לניתוח מיקרוביוטת המעי והערכות קליניות באמצעות מדד UPDRS (Unified Parkinson’s Disease Rating Scale) ומדד Wexner Constipation Score, לצד תיעוד של שינויים בתסמינים ושימוש בתרופות נלוות, כדי להעריך באופן מקיף הן את היעילות והן את הבטיחות.

דגימות צואה נאספו בשש נקודות זמן: לפני FMT ובחודשים 1, 2, 3, 4 ו-5 לאחר FMT. כל המשתתפים קיבלו הנחיות סטנדרטיות לאיסוף דגימות צואה. כ-10–20 g של חלק מרכזי מדגימת הצואה נאספו באמצעות פינצטה סטרילית והוכנסו למכלי איסוף סטריליים. הדגימות הועברו למעבדה תוך 2–3 h לאחר האיסוף וחולקו לאליקוטיים בתוך מבחנות מיקרוצנטריפוגה סטריליות של 1.5 mL (ראו טבלת חומרים) על ידי חוקרים מיומנים תחת תנאים אספטיים. כל האליקוטיים הוקפאו מיד בטמפרטורה של −80 °C עד לניתוח נוסף.

לאחר איסוף דגימות הצואה, הובלו כל הדגימות על קרח יבש לספק רצף מסחרי (ראו טבלת החומרים) לצורך רצף של הגן 16S rRNA. הכנת הספרייה, הרצף ובקרת האיכות הראשונית בוצעו בהתאם לפרוטוקול הסטנדרטי של הספק. DNA גנומי הופק מכל דגימת צואה, והאזורים ההיפרו-וריאביליים V3–V4 של הגן הבקטריאלי 16S rRNA הוגברו באמצעות תגובת שרשרת פולימראז (PCR) תוך שימוש בפריימרים 341F ו-805R. הרצף בוצע בפלטפורמת רצף קצר שולחנית (ראו טבלת החומרים) תוך שימוש בכימיה של קצוות זוגיים 2 × 300 bp כדי לאפיין את פרופילי המיקרוביום במעי של המטופלים לפני FMT ובנקודות זמן שונות במעקב לאחר ה-FMT. לאחר הרצף, עובדו הקריאות הגולמיות כדי לקבל רצפים באיכות גבוהה לניתוח מיקרוביאלי המשכי. סיווג טקסונומי בוצע באמצעות חבילת השמה טקסונומית מסחרית של 16S ומסד הנתונים למזהה מיקרוביאלי הנלווה אליה (ראו טבלת החומרים). הפרופילים הטקסונומיים שהתקבלו שימשו לניתוחים עוקבים של גיוון מיקרוביאלי, הרכב קהילה, שפע דיפרנציאלי ותפקוד מיקרוביאלי חזוי.

הערכות קליניות ותוויות אנליטיות

חולים עם PD סווגו לשתי קבוצות חומרה בהתאם למשך המחלה: קבוצת חומרה גבוהה (>6 שנים, סומנה כ-"_H") וקבוצת חומרה נמוכה (≤6 שנים, סומנה כ-"_L"). דגימות צואה שנאספו לפני FMT הוגדרו כדגימות בסיס וסומנו כ-FB_H או FB_L בהתאם לקבוצת החומרה המתאימה. דגימות שנאספו בחודשים 1, 2, 3, 4 ו-5 לאחר ה-FMT סומנו כ-FP1M_H, FP2M_H, FP3M_H, FP4M_H ו-FP5M_H עבור קבוצת החומרה הגבוהה, וכ-FP1M_L, FP2M_L, FP3M_L, FP4M_L ו-FP5M_L עבור קבוצת החומרה הנמוכה. הפרמטרים הקליניים שהוערכו כללו את מדד העצירות של Wexner, מדד תסמינים לא-מוטוריים (NMSS), שאלון תסמינים לא-מוטוריים (NMSQ), סקר נוירופסיכיאטרי (NPI), שלב Hoehn–Yahr, מדד פעילויות היומיום (ADL), מדד איכות השינה של פיטסבורג (PSQI), ה-(UPDRS I–VI) המקורי, וציון UPDRS כולל. שילוב של שיטות סטטיסטיות תיאוריות והסקיות שימש לניתוח השינויים במדדים הקליניים של חולי PD בקבוצת החומרה הגבוהה (קבוצת _H) ובקבוצת החומרה הנמוכה (קבוצת _L) בשש נקודות זמן. כדי לבחון באופן ראשוני הבדלים בין הקבוצות בכל נקודות הזמן, הושוו התפלגויות המדדים בין קבוצות _H ו- _L בכל נקודת זמן באמצעות מבחן Wilcoxon rank-sum, וכן הוחל מודל ליניארי מעורב (LMM) קפדני יותר עם חסימות אקראיות ספציפיות למטופל. בשל גודל המדגם המוגבל, תוצאות המודל עם ההשפעות המעורבות מוצגות כמרחבי רפרונסיים גששיים בלבד. נקודת הקצה הראשית של מחקר גשש זה הייתה השינוי במגוון ובהרכב המיקרוביום במעי מהנקודת הבסיס לנקודות הזמן שלאחר השתלת מיקרוביוטת צואה, כאשר שינויים קליניים הוערכו כנקודות קצה משניות.

הקבצת OTU, ניתוח גיוון ושפע טקסונומי

יחידות טקסונומיות תפעוליות (OTUs) שימשו לסיכום הרכב הקהילה המיקרובסית, ורצפים עם דמיון של ≥97% קובצו לאותו OTU. עומק הרצף הוערך באמצעות עקומות ררפיקציה (rarefaction) מבוססות Shannon, כאשר מישורי העקומה העידו על כיסוי מספיק באופן כללי לצורך ניתוחי שונות במורד הזרם.

מדדי גיוון אלפא (Alpha diversity) הוערכו באמצעות מדדי Chao1 ו-abundance-based coverage estimator (ACE) עבור עושר מיקרוביאלי, ומדדי Shannon ו-Simpson עבור גיוון כללי ומידה של אחידות (evenness). גיוון בטא (Beta diversity) הוערך באמצעות מרחקי UniFrac משוקללים ולא משוקללים, ולאחריהם ניתוח רכיבים ראשיים (PCoA) להדמיית הבדלים בהרכב הקהילה המיקרוביאלית בין הקבוצות. הבדלים בין-קבוצתיים בגיוון אלפא ובגיוון בטא נבחנו באמצעות מבחנים לא-פרמטריים וניתוח שונות רב-משתני permutational (PERMANOVA), בהתאמה, כפי שמתואר בסעיף הניתוח הסטטיסטי.

ההרכב הטקסונומי סוכם ברמות המערכה, המחלקה, הסדרה, המשפחה והסוג, בהתבסס על נתוני ריצוף של גן 16S rRNA. באמצעות חבילת ניתוח אקולוגיה של קהילות עבור R (ראו טבלת חומרים), זהה והצג באופן ויזואלי את 10 הטקסונים השכיחים ביותר בכל רמה טקסונומית. פרופילים טקסונומיים הוצגו באמצעות תרשימי עמודות, וטקסונים נבחרים הושוו בהמשך בין קבוצות באמצעות תרשימי קופסה.

ניתוח שפע דיפרנציאלי של טקסים מיקרוביאליים

טקסונים בעלי שפע שונה בין קבוצות שהוגדרו מראש זוהו באמצעות ניתוח גודל אפקט של אפלימננט ליניארי (LEfSe). LEfSe משלב את מבחן Kruskal–Wallis, מבחן Wilcoxon וניתוח אפלימננט ליניארי (LDA) כדי לזהות טקסונים בעלי מובהקות סטטיסטית וערך מבחין. טקסונים עם P < 0.05 וציון LDA (log10) > 3 נחשבו כבעלי שפע שונה. השפע היחסי של הטקסונים המבחינים הוצג ויזואלית באמצעות תרשימי עמודות טקסונומיים.

ניבוי תפקודי וניתוח קורלציה קלינית

פרופילים תפקודיים חזויים של מיקרוביוטת המעי הוסקו מנתוני רצף של גן 16S rRNA באמצעות Tax4Fun2 ואנוטציה בוצעה על פי מאגר הנתונים Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG). מסלולים חזויים שהועשרו באופן מבדל זוהו באמצעות LEfSe, כאשר נקבעו ספי ערכים של P < 0.05 וציון LDA (log10) > 3. מכיוון שפרופילים תפקודיים אלו הוסקו ולא נמדדו באופן ישיר בגישות מטגנומיות או מטבולימיות, הם פורשו כהבדלים תפקודיים חזויים. ניתוח מתאם דרג של Spearman בוצע כדי לבחון קשרים בין מאפיינים מיקרוביאליים למדדים קליניים.

ניתוח סטטיסטי

ניתוחים סטטיסטיים בוצעו באמצעות תוכנת R (ראו טבלת חומרים). משתנים קליניים סוכמו כחציונים וטווחים (מינימום–מקסימום). מדדי alpha diversity הושוו בין קבוצות באמצעות מבחן Wilcoxon rank-sum, בעוד ש-beta diversity הוערך באמצעות PERMANOVA עם 999 פרמוטציות. טקסלומיות בעלות שפע דיפרנציאלי ומסלולים פונקציונליים חזויים זוהו באמצעות LEfSe, כאשר P < 0.05 וציון LDA (log10) > 3 שימשו כספי השמעות. עבור ניתוח שפע דיפרנציאלי לרוחב זמן, הופעל מודל אפקטים מעורבים (mixed-effects model) עם חיתוכי מקרי (random intercepts) ספציפיים למטופל, ולאחריו בוצעו השוואות זוגיות post-hoc עם תיקון Benjamini-Hochberg לקצב הגילוי השגוי (false discovery rate). ניתוח מתאם דרוג של Spearman שימש להערכת קשרים בין מאפייני מיקרוביום המעי למדדים קליניים, תוך יישום תיקון Benjamini–Hochberg לקצב הגילוי השגוי עבור ערכי ה-P של המתאם. ערך P דו-זנבי < 0.05 נחשב למשמעותי סטטיסטית. תיקון להשוואות מרובות הוחל על ניתוחי המתאמים ושפע הטקסלומיות. בהינתן גודל המדגם הקטן ומבנה הדגימה הlongitudinal החוזר, הניתוחים הסטטיסטיים נחשבו כחקרים גישושים, והתוצאות פורשו בזהירות.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

בחירת מטופלים ומאפייני בסיס

שישה מטופלים עם PD נכללו בניתוח הסופי, ביניהם שלושה גברים ושלוש נשים. הגיל החציוני היה 69.0 שנים (טווח: 61–75), ומדד מסת הגוף (BMI) החציוני היה 22.6 ק"ג/מ"ר.2הקוהורט כלל שני פנוטיפים קליניים דומיננטיים בנוקשות, שניים דומיננטיים ברעדה ושניים מעורבים. המאפיינים הקליניים הבסיסיים מוצגים ב- טבלה 1.

המאפיינים הקליניים היו שונים בין תתי-הקבוצות של PD עם חומרה גבוהה ונמוכה (Table 1). ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

FMT היא התערבות מבוססת מיקרוביוטה המעבירה מיקרוביוטת צואה מתורם בריא למעי של הרכיב כדי לשחזר את המאזן המיקרוביאלי במעי14. ראיות גוברות מצביעות על כך שמיקרוביוטת המעי ממלאת תפקיד חשוב בשמירה על הומאוסטזיס של מערכת העצבים15. ראיות מציר המעי-מוח הדו-כיווני מעידות כי מיקרוביוטת המעי עשויה להשפיע על דלקת במערכת העצבים המרכזית, על מטבוליזם של מוליכים עצביים ועל תגובות התנהגותיות ב-PD16,17. לפיכך, השתלת מיקרוביוטה עוררה ענ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

ניגודי עניינים: המחברים מצהירים כי אין ניגודי עניינים.

תודות

אנו מודים לכל העמיתים שסייעו ותמכו במחקר זה. שיתוף הפעולה והעידוד שלהם היו בעלי ערך רב עבור עבודתנו.

מימון: מחקר זה מומן על ידי Jiangsu Provincial Key Program for Elderly Health (LKZ2022004).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מערכת MiSeqIllumina, Inc.SY-410-1003פלטפורמת ריצוף קצראסי (short-read) שולחנית המשמשת עבור 16S rRNA V3–ריצוף אמפליקון V4 עם 2 × כימיה של קריאה זוגית (paired-end) באורך 300 bp.
Metagenome@KINWorld Fusion Co., Ltd.v2.2.1; https://www.w-fusion.com/metagenomeתוכנה מסחרית המשמשת לשיוך טקסונומי של 16S rRNA וניתוח קהילות מיקרוביאליות.
מאגר נתונים לזיהוי מיקרוביאלי (חיידקי)TechnoSuruga Laboratory Co., Ltd.DB-BA, בסיס נתונים גרסה 10.0; https://www.tecsrg.co.jp/services/enki/מאגר נתוני ייחוס של 16S rDNA חיידקי המשמש לזיהוי מיקרוביאלי.
פריימר 341FBGI Genomics Co., Ltd.אוליגונוקלאיד בהזמנה אישית; ללא מספר קטלוגירצף הפריימר הקדמי: 5′-CCTACGGGNGGCWGCAG-3′.
פריימר 805RBGI Genomics Co., Ltd.אוליגונוקלאיד בהתאמה אישית; ללא מספר קטלוגירצף הפריימר ההפוך: 5′-GACTACHVGGGTATCTAATCC-3′.
שירות ריצוף גן 16S rRNABGI Genomics Co., Ltd. (ווהאן, סין)https://www.bgi.com/us/sequencing-services/rna-sequencing-solutions/16s18s-its-sequencing/ ריצוף 16S, 18S ו-ITS שירותי ריצוף גנטי של BGI מספקים פתרונות מקיפים לניתוח קהילות מיקרוביאליות באמצעות ריצוף Amplicon של הגנים 16S rRNA, 18S rRNA ו-ITS. שירותים אלו מאפשרים זיהוי מדויק, סיווג טקסונומי ואפיון של גוון המיקרוביום במגוון רחב של דגימות ביולוגיות וסביבתיות. ריצוף 16S rRNA (חיידקים וארכאה) ריצוף 16S rRNA הוא הסטנדרט לניתוח קהילות חיידקים וארכאה. על ידי מיקוד באזורים משמרים (Conserved regions) ובאזורים משתנים (Hypervariable regions) של הגן 16S, ניתן להבדיל בין מינים שונים ולנתח את המבנה והתפקוד של הקהילה המיקרוביאלית. ריצוף 18S rRNA (איקריוטים) ריצוף 18S rRNA משמש לזיהוי וסיווג של אורגניזמים איקריוטיים, כולל פרוטיסטים ופטריות. שיטה זו חיונית לחקר מיקרוביום של בעלי חיים, צמחים ומערכות אקולוגיות מורכבות. ריצוף ITS (פטריות) המרחקים המדוברים (Internal Transcribed Spacer - ITS) הם רצפי ה-DNA שנמצאים בין הגנים 18S, 5.8S ו-28S rRNA. אזור ה-ITS נחשב ל"ברקוד" המקובל לזיהוי פטריות בשל רמת השונות הגבוהה שבו, המאפשרת הפרדה מדויקת בין מינים קרובים. יתרונות השירותים של BGI: - כיסוי רחב של אזורים היפר-וריאביליים: אופטימיזציה של תהליכי הגברה (Amplification) להבטחת ייצוג מדויק של הקהילה. - דיוק גבוה ורגישות: שימוש בטכנולוגיות ריצוף מתקדמות להשגת עומק קריאה גבוה ודיוק רב. - ניתוח ביו-אינפורמטיקה מקיף: עיבוד נתונים הכולל סינון רצפים, השוואה למסדי נתונים עדכניים (כגון SILVA, Greengenes, UNITE) וניתוח מגוון (Alpha and Beta diversity). - התאמה למגוון דגימות: ניסיון רב בטיפול בדגימות קרקע, מים, רקמות אנושיות, דגימות קליניות ומזון. יישומים: - מחקר מיקרוביום (Microbiome Research): הבנת השפעת הקהילה המיקרוביאלית על בריאות המארח ומחלות. - אקולוגיה סביבתית: ניטור שינויים בקהילות המיקרוביאליות בתגובה לתנאי סביבה. - אבחון קליני: זיהוי פתוגנים וניתוח דסביוזיס (Dysbiosis) במצבים רפואיים. - בקרת איכות חקלאית: זיהוי פטריות וחיידקים פתוגניים בגידולים חקלאיים ובקרקע.ספק רצף מסחרי; ביצע הכנה של ספרייה, רצף ובקרת איכות ראשונית.
מבחנות מיקרו-צנטריפוגה Eppendorf Safe-Lock, Biopur, 1.5 מ"לEppendorf SE'0030121589מבחנות פוליפרופילן סטריליות המשמשות לחלוקת דגימות צואה למנות לצורך אחסון ב- −80 °ג.
LEfSeמעבדת סגאטה (Segata Lab)/bioBakeryv1.1.2; https://github.com/SegataLab/lefseתוכנת Linear discriminant analysis effect size ששימשה לזיהוי טקסונים בעלי שכיחות שונה ומסלולים חזויים.
Tax4Fun2צוות הפיתוח של Tax4Fun2v1.1.5; https://github.com/fjossandon/Tax4Fun2חבילת R המשמשת להסקת פרופילים תפקודיים של Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes מנתוני 16S rRNA.
חבילת ה-R microecoצ'י ליו (Chi Liu) ותורמיםv1.15.0; https://cran.r-project.org/package=microecoחבילת ניתוח והדמיה של אקולוגיית קהילות עבור ניתוחים של שפע ומגוון מיקרוביאלי.
תוכנת RR Foundation for Statistical Computingגרסה לא דווחה; https://www.r-project.org/סביבת חישוב סטטיסטית ששימשה לניתוחים קליניים וניתוחי מיקרוביום; על המחברים לאשר את הגרסה המדויקת.
מערכת GenFMTer לאוטומציה של טיהור מיקרוביוטת צואהNanjing FMT Medical Co., Ltd.מודל: GenFMTer; https://en.fmtmed.com/מערכת אוטומטית המשמשת לסנטריפוגציה סטנדרטית, שטיפה והכנה של תמיסת מיקרוביוטת הצואה.

מקורות

  1. Masuda T, Egawa K, Takeshita Y, Tanaka K. Parkinson's disease bradykinesia, forward posture, and drug-induced Pisa syndrome alleviated with traditional Japanese acupuncture: a case report. Cureus. 2024;16(10):e70860. doi:10.7759/cureus.70860.
  2. Boyd RJ, Avramopoulos D, Jantzie LL, McCallion AS. Neuroinflammation represents a common theme amongst genetic and environmental risk factors for Alzheimer and Parkinson diseases. J Neuroinflammation. 2022;19(1):223. doi:10.1186/s12974-022-02584-x.
  3. Zhong QQ, Zhu F. Trends in prevalence cases and disability-adjusted life-years of Parkinson's disease: findings from the Global Burden of Disease Study 2019. Neuroepidemiology. 2022;56(4):261–70.
  4. Albin RL, Brissenden JA, Lee TG, Leventhal DK. Striatal dopamine actions and movement: inferences from Parkinson disease. J Neurosci. 2025;45(24):e0022252025. doi:10.1523/JNEUROSCI.0022-25.2025.
  5. Panwar S, Sharma S, Tripathi P. Role of barrier integrity and dysfunctions in maintaining the healthy gut and their health outcomes. Front Physiol. 2021;12:715611. doi:10.3389/fphys.2021.715611.
  6. Minkoff NZ, et al. Fecal microbiota transplantation for the treatment of recurrent Clostridioides difficile (Clostridium difficile.). Cochrane Database Syst Rev. 2023;4(4):CD013871. doi:10.1002/14651858.CD013871.pub2.
  7. Wang M, et al. Influence of the gut microbiota, metabolism and environment on neuropsychiatric disorders. Curr Rev Clin Exp Pharmacol. 2025;20(4):334–48.
  8. Ojeda J, Ávila A, Vidal PM. Gut microbiota interaction with the central nervous system throughout life. J Clin Med. 2021;10(6):1299. doi:10.3390/jcm10061299.
  9. Lobo B, et al. The stressed gut: region-specific immune and neuroplasticity changes in response to chronic psychosocial stress. J Neurogastroenterol Motil. 2023;29(1):72–84.
  10. Jang HM, et al. Transplantation of fecal microbiota from patients with inflammatory bowel disease and depression alters immune response and behavior in recipient mice. Sci Rep. 2021;11(1):20406. doi:10.1038/s41598-021-00088-x.
  11. Segal A, et al. Fecal microbiota transplant as a potential treatment for Parkinson's disease—a case series. Clin Neurol Neurosurg. 2021;207:106791. doi:10.1016/j.clineuro.2021.106791.
  12. Scheperjans F, et al. Fecal microbiota transplantation for treatment of Parkinson disease: a randomized clinical trial. JAMA Neurol. 2024;81(9):925–38.
  13. Zhang H, et al. Pilot clinical trial of fecal microbiota transplantation for constipation in Parkinson's disease. J Microbiol Biotechnol. 2025;35:e2509029. doi:10.4014/jmb.2509.09029.
  14. Danne C, Rolhion N, Sokol H. Recipient factors in faecal microbiota transplantation: one stool does not fit all. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2021;18(7):503–13.
  15. Su X, Gao Y, Yang R. Gut microbiota-derived tryptophan metabolites maintain gut and systemic homeostasis. Cells. 2022;11(15):2296. doi:10.3390/cells11152296.
  16. Góralczyk-Bińkowska A, Szmajda-Krygier D, Kozłowska E. The microbiota–gut–brain axis in psychiatric disorders. Int J Mol Sci. 2022;23(19):11245. doi:10.3390/ijms231911245.
  17. Chen M, et al. Neurotransmitter and intestinal interactions: focus on the microbiota–gut–brain axis in irritable bowel syndrome. Front Endocrinol (Lausanne). 2022;13:817100. doi:10.3389/fendo.2022.817100.
  18. Zheng L, Ji YY, Wen XL, Duan SL. Fecal microbiota transplantation in metabolic diseases: current status and perspectives. World J Gastroenterol. 2022;28(23):2546–60.
  19. Yao L, et al. Constipation in Parkinson's disease: a systematic review and meta-analysis. Eur Neurol. 2023;86(1):34–44.
  20. Figura M, et al. Safety and efficacy of fecal microbiota transplantation in alleviating symptoms of Parkinson's disease: a randomized, placebo-controlled, double-blinded study. Ann Neurol. 2026;100(1):10–21.
  21. Lin SH, et al. Associations between gut microbiota composition and impulse control disorders in Parkinson's disease. Int J Mol Sci. 2025;26(13):6146. doi:10.3390/ijms26136146.
  22. Lin SH, et al. Anxiety-related gut microbiota alterations in Parkinson's disease: distinct associations compared with healthy individuals. Front Cell Infect Microbiol. 2025;15:1594152. doi:10.3389/fcimb.2025.1594152.
  23. Nie S, et al. Inflammatory microbes and genes as potential biomarkers of Parkinson's disease. NPJ Biofilms Microbiomes. 2022;8(1):101. doi:10.1038/s41522-022-00367-z.
  24. Markowiak-Kopeć P, Śliżewska K. The effect of probiotics on the production of short-chain fatty acids by the human intestinal microbiome. Nutrients. 2020;12(4):1107. doi:10.3390/nu12041107.
  25. Li Z, et al. Altered Actinobacteria- and Firmicutes-phylum-associated epitopes in patients with Parkinson's disease. Front Immunol. 2021;12:632482. doi:10.3389/fimmu.2021.632482.
  26. Aghamohammad S, et al. The potential role of Bifidobacterium. spp. as preventive and therapeutic agents in controlling inflammation by affecting inflammatory signalling pathways. Lett Appl Microbiol. 2022;75(5):1254–63.
  27. Chen Y, Cui W, Li X, Yang H. Interaction between commensal bacteria, immune response and the intestinal barrier in inflammatory bowel disease. Front Immunol. 2021;12:761981. doi:10.3389/fimmu.2021.761981.
  28. Valvaikar S, et al. Supplementation with the probiotic Bifidobacterium breve. Bif11 reverses neurobehavioural deficits, inflammatory changes and oxidative stress in a Parkinson's disease model. Neurochem Int. 2024;174:105691. doi:10.1016/j.neuint.2024.105691.
  29. Mao L, et al. Cross-sectional study on the gut microbiome of patients with Parkinson's disease in Central China. Front Microbiol. 2021;12:728479. doi:10.3389/fmicb.2021.728479.
  30. Trigo D, et al. Mitochondria, energy and metabolism in neuronal health and disease. FEBS Lett. 2022;596(9):1095–110.
  31. Masenga SK, Kabwe LS, Chakulya M, Kirabo A. Mechanisms of oxidative stress in metabolic syndrome. Int J Mol Sci. 2023;24(9):7898. doi:10.3390/ijms24097898.
  32. Zhao H, et al. Multiple pathways through which the gut microbiota regulates neuronal mitochondria constitute another possible direction for depression. Front Microbiol. 2025;16:1578155. doi:10.3389/fmicb.2025.1578155.
  33. Ali MZ, Dholaniya PS. Oxidative phosphorylation-mediated pathogenesis of Parkinson's disease and its implications via Akt signaling. Neurochem Int. 2022;157:105344. doi:10.1016/j.neuint.2022.105344.
  34. Zhang J, et al. LPS activates neuroinflammatory pathways to induce depression in a Parkinson's disease-like condition. Front Pharmacol. 2022;13:961817. doi:10.3389/fphar.2022.961817.
  35. Ota E, et al. Incidence and risk factors of bowel dysfunction after minimally invasive rectal cancer surgery and discrepancies between the Wexner score and the low anterior resection syndrome score. Surg Today. 2024;54(7):763–70.
  36. Kataoka H, Sugie K. Association between fatigue and Hoehn–Yahr staging in Parkinson's disease: an eight-year follow-up study. Neurol Int. 2021;13(2):224–31.
  37. Ren XQ, et al. Mediating roles of activities of daily living and depression in the relationship between sleep quality and health-related quality of life. Sci Rep. 2024;14(1):14057. doi:10.1038/s41598-024-65095-0.
  38. Cheng Y, et al. Efficacy of fecal microbiota transplantation in patients with Parkinson's disease: clinical trial results from a randomized, placebo-controlled design. Gut Microbes. 2023;15(2):2284247. doi:10.1080/19490976.2023.2284247.
  39. Hu Y, Wang H, Zhong Y, Sun Y. Retrospective analysis of diet, gut microbiota diversity and clinical pharmacology outcomes in patients with parkinsonism syndrome. Heliyon. 2024;10(21):e38645. doi:10.1016/j.heliyon.2024.e38645.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

מיקרוביוטת המעיגיוון מיקרוביאליריצוף 16S RNAהרכב טקסונומיחיזוי תפקודיגיוון אלפאגיוון בטאעשירות מיקרוביאלית
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.