유전 적 감수성, 점막 면역 및 장내 미세 생태 학적 환경의 상호 작용은 염증성 장 질환 (IBD)의 발병 기전에 관여합니다. 이 연구에서는 IL-10 결핍 마우스에 분변 미생물 이식을 적용하고 결장 염증 및 심장 기능에 미치는 영향을 조사했습니다.
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이 논문에서
요약
초록
최근 몇 년 동안 미세 생태학의 발달로 장내 박테리아와 염증성 장 질환 (IBD)의 관계가 상당한 관심을 끌었습니다. 축적된 증거에 따르면 dysbiotic microbiota는 IBD에서 염증 과정을 유발하거나 악화시키는 데 적극적인 역할을 하며 분변 미생물총(FMT)은 건강한 미생물총을 IBD 환자에게 전달하면 적절한 숙주-미생물 통신을 복원할 수 있기 때문에 매력적인 치료 전략입니다. 그러나 분자 메커니즘이 불분명하고 FMT의 효능이 잘 확립되지 않았습니다. 따라서, IBD의 동물 모델에 대한 추가 연구가 필요하다. 이 방법에서는 야생형 C57BL/6J 마우스의 FMT를 대장염의 널리 사용되는 마우스 모델인 IL-10 결핍 마우스에 적용했습니다. 이 연구는 기증자 마우스에서 대변 알갱이를 수집하고, 대변 용액 / 현탁액을 만들고, 대변 용액을 투여하고, 질병을 모니터링하는 방법에 대해 자세히 설명합니다. 우리는 FMT가 IL-10 녹아웃 마우스의 심장 손상을 유의하게 완화하여 IBD 관리에 대한 치료 잠재력을 강조한다는 것을 발견했습니다.
서론
인간의 장내 미세 생태계는 매우 복잡하며 건강한 사람의 장에 1000 종 이상의 박테리아가 있습니다1. 장내 세균총은 장의 정상적인 생리 기능과 면역 반응을 유지하는 데 관여하며 인체와 불가분의 관계가 있습니다. 축적된 증거는 장내 미생물군집이 단순한 기생충 그룹이 아니라 인체의 일부인 마지막 인간 기관을 구성한다는 것을 시사합니다2. 장내 미생물총, 대사산물 및 초기 생애에 확립된 숙주 면역 체계 사이의 '건강한' 공생 관계는 장 항상성을 유지하는 데 중요합니다. 만성 염증과 같은 일부 비정상적인 상태에서 신체의 내부 및 외부 환경의 변화는 장 항상성을 심각하게 방해하여 dysbiosis3라고하는 장의 미생물 군집의 지속적인 불균형을 초래합니다. 사실,식이 요법, 약물 및 병원체를 포함한 여러 환경 요인에 노출되면 미생물 총이 변할 수 있습니다.
Dysbiosis는 염증성 장 질환 (IBD), 과민성 대장 증후군 (IBS) 및 위 막성 장염과 같은 다양한 장 질환의 발병 기전뿐만 아니라 심혈관 질환, 비만 및 알레르기를 포함한 장 외 질환의 증가하는 목록과 관련이 있습니다4
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프로토콜
동물에 대해 수행 된 모든 절차는 갤버스턴에있는 텍사스 대학교 의과 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회 (프로토콜 # 1512071A)의 승인을 받았습니다.
1. 신선한 분변 알갱이 수집
- 멸균 종이 타월, 무딘 끝 집게 및 50mL 원추형 튜브를 준비하십시오.
- 종이 타월과 집게를 별도의 오토클레이브 백에 넣고 180°C에서 30분 동안 건열로 오토클레이브합니다. 멸균 원추형 튜브도 사용하십시오. 원추형 튜브의 무게를 측정하고 튜브에 무게를 기록하십시오.
- 동물 실에서 생물 안전 캐비닛을 켭니다.
- 침구없이 오토 클레이브 된 깨끗한 마우스 케이지를 가져 와서 생물 안전 캐비닛에 넣으십시오. 덮개와 식품 선반을 제거하고 캐비닛 안에 넣습니다.
- 케이지 바닥에 멸균 종이 타월을 놓고 금속 랙을 케이지 위에 다시 놓습니다.
- 연령이 일치하는 대변 기증자를 식별하고 마우스 케이지를 생물 안전 캐비닛에 넣습니다. 케이지를 열고 기증자 마우스(C57BL/6J)의 꼬리를 부드럽게 잡고 깨끗한 케이지 상단의 금속 랙에 놓습니다.
- 케이지 덮개를 랙 위에 놓고 동물이 배변할 때까지 기다립니다.
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결과
2개월 된 C57BL/6J 야생형(WT) 및 IL-10 녹아웃 마우스에 대해 건강한 기증자 FMT를 3회(3개월 동안 한 달에 한 번) 수행했습니다. 연령 일치 C57BL/6J 마우스(연령 차이는 <2개월이어야 함)를 대변 기증자로 제공하고 매번 신선한 분변 펠릿을 사용했습니다. EIA 분석에 따르면 BNP는 IL-10 결핍 마우스의 혈장에서 현저하게 상승했으며 건강한 공여자 FMT는 BNP 수준의 증가를 유의하게 완화했습니다 (그림 1A, n = 5, p < 0.05). 심 초음파는 WT 마우스와 비교하여 IL-10-/- 마우스에서 좌심실 박출률 (LVEF)의 현저한 감소를 검출했다. 감소는 FMT에 의해 상당히 폐지되었다 (그림 1B, n = 5, p < 0.05). 이러한 결과는 건강한 기증자 FMT가 대장염으로 인한 심장 손상을 완화했음을 시사합니다.......
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토론
혁신적인 연구 치료제로서 FMT는 IBD, 비만, 당뇨병, 자폐증, 심장병 및 암을 포함한 여러 인간 질병의 발병 기전에 공생 미생물총의 dysbiosis가 연루되어 있기 때문에 최근 몇 년 동안 다양한 장애 치료에서 뜨거운 주제가 되었습니다26. 메커니즘은 결정되지 않았지만 FMT는 새로운 생물학적 식물상을 구축하고 잔류 박테리아의 손실을 방지함으로써 작동하는 것으로 믿어집니다. 본원에 제시된 방법은 경구 위관영양을 전달 경로로서 채택하였으며, 이는 효과적인 것으로 입증되었다27. 경구 투여가 가장 편리하고 경제적이며 대부분의 환자가 선호하기 때문에 경구 경로를 선택했습니다. 또한, 경구 캡슐에 의한 FMT는 임상 시험28에서 재발성 CDI를 치료하는 효과적인 접근법인 것으로 밝혀졌다. 다른 일반적인 상부 GI 전달 경로는 비위관, 비주정관, 공장루 관 및 식도 위 십이지장 내시경 검사입니다. 일반적.......
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공개 사항
저자는 경쟁 이익이 없다고 선언합니다.
감사의 글
이 작업은 부분적으로 국립 보건원 (R01 HL152683 및 R21 AI126097에서 Q. Li로) 및 미국 심장 협회 보조금 17GRNT33460395 (Q. Li에게) (heart.org).
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| BD 주사기, 1 mL | Fisher Scientific | 14-829-10F | |
| 무딘 끝 집게 | Knipex | 926443 | |
| 뇌 나트륨 이뇨 펩타이드 EIA 키트 | Sigma | RAB0386 | |
| C57BL/6J 마우스 | Jackson Lab | 000664 | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5415R | |
| Conical tubes | ThermoFisher | 339650 | |
| 곡선 공급 바늘 | Kent Scientific | FNC-20-1.5-2 | |
| GLH-115 균질화 기 | Omni International | GLH-115 | |
| 글리세롤 | MilliporeSigma | G5516 | |
| IL-10 녹아웃 마우스 | Jackson Lab | 004366 | |
| Isoflurane | Piramal Critical care | NDC66794-017-10 | |
| USP 생리식염수 | Grainger | 6280 | |
| 기화기 | Euthanex Corp. | 이지-108SA |
참고문헌
- D'Argenio, V., Salvatore, F. The role of the gut microbiome in the healthy adult status. Clinica Chimica Acta. 451, Pt A 97-102 (2015).
- Baquero, F., Nombela, C. The microbiome as a human organ. Clinical Microbiology and Infection. 18, Suppl 4 2-4 (2012).
- Haw....
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재인쇄 및 허가
