Effeithiau Asid Perfflwooctanoic ar Ficrobiota Perfedd A Metabolitau Microbaidd Mewn Llygod C57BL/6JⅢ

3. Canlyniadau

3.1. PFOAWedi newid Cyfansoddiad Microbiota'r Perfedd

Canfuwyd cyfanswm o 78 o genynnau bacteriol yn ein hastudiaeth, fel y datgelwyd gan ddilyniant rRNAS 16S. Dangosir y genera mwyaf niferus yn Ffigur 1A. Dangosodd dadansoddiad LEfSe fod pum genera bacteriol wedi'u cyfoethogi mewn llygod a gafodd eu trin â PFOA, sef Alistipes, LachnospiaceaeUCG 004, Clostridiales, Clostridium ASF356, ac Incertae sedis (Ffigur 1B). Yn y cyfamser, gostyngwyd genera chwe bacteriol yn y grŵp a driniwyd gan PFOA, sef Tyzzerella, Eubacteriumcoprostanoligenes, Intestinimonas, Clostridium septum, Roseburia, a Turicibacter (Ffigur 1B).

3.2. Cydberthynas rhwng Microbiota Perfedd a Metabolitau Fecal

Fe wnaethom gynnal dadansoddiad integreiddiol o'r microbiota perfedd a metabolion fecal gan ddefnyddio MixOmics. Y gydberthynas gyffredinol rhwng microbiota'r perfedd a metabolion fecal oedd 0.74 (Ffigur 2A). Ar gyfer metabolion fecal a genera bacteriol, gwahanwyd y grŵp a driniwyd gan PFOA o'r grŵp rheoli (Ffigur 2B, Ffigur Atodol S1). Dangosir y cytundeb rhwng y metabolion fecal a genera bacteriol yn Ffigur 2C. Dangosodd genera tribacteriol gydberthynas ag wyth metabolyn fecal (Ffigur 2D).

3.3. Newidiadau a Achosir gan PFOA mewn Metabolitau Fecal

Ar ôl dod i gysylltiad â PFOA, dangosodd cyfanswm o 120 o fetabolion werth-p < 0.05, ymhlith y rhain dangosodd pum metabolyn gyfradd darganfod ffug (FDR) < 0.05 (Ffigur 3A). Dangosir clystyru hierarchaidd y metabolion sylweddol yn Ffigur 3B. Datgelodd dadansoddiad cyfoethogi llwybr fod metaboledd cystein a methionin wedi'i newid gan amlygiad PFOA (Ffigur 3C). Yn nodedig, gostyngwyd tri asid bustl fecal yn sylweddol gan amlygiad PFOA, sef asid glycodeoxycholic, asid beta-hyodeoxycholic, ac asid gama-muricholic (Ffigur 3D).

3.4. Newidiadau a Achosir gan PFOA mewn Metabolitau Serwm

Roedd y grŵp a'r grŵp rheoli a driniwyd gan PFOA wedi'u gwahanu'n dda yn y plot PLS-DA (Ffigur 4A). Dangosodd cyfanswm o 59 o fetabolion serwm werth-p < 0.05, ymhlith yr oedd 10 metabolyn yn dangos FDR < 0.05 (Ffigur 4B). Datgelodd dadansoddiad cyfoethogi llwybr fod metaboledd nicotin a nicotinamid a metaboledd histidine wedi'u newid gan amlygiad PFOA (Ffigur 4C). Gostyngodd dau asid bustl, asid taurocholic, ac asid deoxycholic, yn sylweddol yn y grŵp a driniwyd gan PFOA, yn unol â'r gostyngiad mewn TMAO a'r cynnydd mewn colin a achosir gan amlygiad PFOA (Ffigur 4D).

Cliciwch i feddyginiaethau rhwymedd

3.5. Newidiadau a Achosir gan PFOA mewn Metabolitau Afu

Dangosodd dadansoddiad PLS-DA o fetabolion yr afu fod y grŵp a gafodd ei drin â PFOA wedi'i wahanu oddi wrth y grŵp rheoli (Ffigur 5A). Dangosodd cyfanswm o 94 o fetabolion yr iau/afu werthoedd-p < 0.05 ar ôl datguddiad PFOA (Ffigur 5B). Dangosodd dadansoddiad cyfoethogi llwybr fod argininebiosynthesis wedi'i newid yn sylweddol (Ffigur 5C). Canfuwyd bod tri metabolyn yn arwyddocaol yn yr afu, serwm, a feces, sef 1-(1Z-hexadecyl)-sn-glycero-3-phosphocholine, decanoyl-L-carnitin, a 1- hecsadecyl-sn-glycero-3-phosphocholine (Ffigur 5D). Cafodd dau bileasid, asid tauroursodeoxycholic ac asid taurochenodeoxycholic, eu lleihau gan amlygiad PFOA, ynghyd â gostyngiadau mewn dau fetabol tryptoffan, 3-asid indoleacrylig ac3-asid indoleasetig, a chynnydd mewn thawrin (Ffigur 5E).

4. Trafodaeth

Mae'r bond carbon-fflworin yn gwneud PFOA yn gallu gwrthsefyll ffotolysis a hydrolysis, sy'n arwain at ddyfalbarhad PFOA yn yr amgylchedd. Canfuwyd cydberthynas gadarnhaol rhwng crynodiadau plasma PFAS a chymeriant dietegol pysgod dŵr croyw, pysgod môr, cranc, a berdys mewn 933 o fenywod oedran atgenhedlu yn Shanghai, Tsieina [32]. Mae amlygiad oes cynnar i PFOA yn ffactor allweddol yn y crynodiadau serwm mewn plant [33]. Mewn astudiaeth a archwiliodd y berthynas rhwng PFAS a llid cronig a marcwyr straen ocsideiddiol yn yr Arolwg Arholiadau Iechyd a Maeth Cenedlaethol (NHANES) o 2005 i 2012 (n=6652), roedd newid canrannol yn PFOA yn gysylltiedig yn sylweddol â chynnydd canrannol mewn lymffocyt. cyfrif, haearn serwm, a chyfanswm bilirubin serwm [34]. Mae'r risg o ganser yr arennau a'r ceilliau yn cynyddu fesul drychiad 10 ng/mL yn y crynodiad PFOA serwm [35].

Yn ogystal, roedd y crynodiad PFOA serwm yn gysylltiedig yn gadarnhaol â marciwr difrod hepatocellular alanine aminotransferase (ALT) mewn 47,092 o oedolion ym Mhrosiect Iechyd theC8 [36]. Roedd Serwm PFOA hefyd yn gysylltiedig yn gadarnhaol ag imiwnoglobwlinG, gwrthgyrff peptid citrullinated gwrth-gylchol, a ffactorau gwynegol [37]. Fel mater amgylcheddol difrifol ac eang, adroddwyd am newidiadau metabolaidd a achosir gan PFOA yn y lymffocytau mewn gwaed ymylol dynol [38] a plant â diagnosis o glefyd yr afu brasterog di-alcohol (NAFLD) [39].

Fodd bynnag, ni chynhaliwyd dadansoddiad integreiddiol o'r aflonyddwch ar amlygiad y metabolome a microbiota perfedd ganPFOA. Yn yr astudiaeth hon, fe wnaethom nid yn unig ddatgelu'r newidiadau mewn metabolion mewn serwm ond hefyd y newidiadau metabolaidd yn y feces a'r afu. Yn ogystal, gwnaethom gynnal dadansoddiad integreiddiol o fecalitau fecal a microbiota'r perfedd a datgelodd y cysylltiad rhyngddynt o dan ddylanwad amlygiad PFOA. Amharwyd ar broffiliau metabolion fecal a microbiota'r perfedd gan amlygiad PFOA.

Gostyngwyd digonedd cymharol Roseburia, Tyzzerella, Eubacterium coprostanoligenes, ac Intestinimanas gan amlygiad PFOA. Mae Roseburia yn cael ei ystyried yn bacteriwm cymesurol gydag eiddo gwrthlidiol, a allai adfer micro-organebau buddiol yn y perfedd [40].

Gall Roseburia intestinalis gynnal homeostasis ynni ac atal llid y perfedd [41]. Canfuwyd lefelau is o Tyzzerella mewn cleifion â cnawdnychiant myocardaidd acíwt a chleifion mewnol â chanser esophageal [42,43]. Adroddwyd bod Mozzarella yn gysylltiedig â'r cymeriant dietegol o asidau brasterog [44]. Cafodd twf Tyzzerella ei rwystro gan ychwanegiad cyfunol y brownis a diet siwgr uchel [45]. Roedd cydberthynas rhwng E. coprostanoligenes a lefel y diacylglycerols [46]. Roedd gostyngiad mewn E. coprostanoligenes yn gysylltiedig yn wrthdro â lefelau serum aspartate transferase (AST) ac ALT mewn llygod â diet braster uchel [47].

Intestinimonas spp. wedi'i ganfod mewn gwanediadau carthion wedi'u cyfoethogi â lysin, a gelwir bacteria tebyg i Intestinimonas yn gynhyrchwyr butyrate, sy'n defnyddio lysin a Nεfructosyllysine mewn babanod ac oedolion sy'n cael eu bwydo â fformiwla [48]. Gallai gostyngiad yn y micro-organebau hyn ddylanwadu ar ymateb imiwn a gweithgaredd metabolaidd y gwesteiwr. Cyfoethogwyd digonedd cymharol Alistipes, Clostridium ASF 356, Clostridiales, a LachnospiaceaeUCG 004 yn sylweddol gan amlygiad PFOA. Mae alistipes yn facteriwm pathogenig amodol, ac fe'i cynyddwyd gan ddeietau braster uchel a dietau swcros uchel [49].

Roedd Alistipes yn cael ei ystyried yn farciwr microbiota perfedd a gafodd ei rannu ymhlith cleifion gordew ag anhwylderau metabolaidd amrywiol [50]. Canfuwyd digonedd uwch o Alistipes mewn cleifion â gwahanol glefydau sy'n gysylltiedig â'r ymennydd, gan gynnwys clefyd Alzheimer, anhwylder diffyg canolbwyntio a gorfywiogrwydd, sgitsoffrenia, anhwylder sbectrwm awtistiaeth, anhwylder iselder mawr, clefyd Parkinson, ac anhwylder deubegwn [51]. Yn ogystal, roedd Alistipes wedi'i ynysu oddi wrth gleifion â chrawniadau abdomenol a rhefrol ac roedd yn gysylltiedig ag iselder ysbryd a chanser colorectol [52]. Fel micro-organeb sy'n goddef bustl, gallai diet sy'n seiliedig ar anifeiliaid gynyddu nifer yr Alistipes [53].

Ysgogwyd cyfoethogi Alistipes hefyd gan ychwanegiad dietegol o castalagin, sy'n gyfansoddyn gweithredol yn y camu-camu-gyfoethog polyphenol-gyfoethog [54]. Awgrymodd astudiaeth in vitro fod Clostridium ASF 356 consumedisoleucine, valine, alanine, threonine, lactate, a metabolion eraill, ac roedd hefyd yn ymwneud â thraws-fwydo. Mae rhai rhywogaethau yn Clostridium yn bathogenaidd, megis C. difficile.Amharwyd ar fetaboledd asid bustl gan amlygiad PFOA yn yr astudiaeth hon. Mae asidau bustl yn cael eu syntheseiddio yn yr afu o golesterol a'u storio yn y goden fustl, ac maent yn cael eu rhyddhau i'r coluddyn mewn ymateb i bryd o fwyd ac yna'n mynd trwy'r cylchrediad enterohepatig.

Cyn secretiad, mae'r asidau bustl cynradd fel arfer wedi'u cydgysylltu â thawrin a glycin.Gellir trosi asidau bustl sylfaenol, asid colig, ac asid chenodeocsicilig yn asidau eilradd trwy ddad-gyfuniad asid bustl a 7-hydroxylation alffa. Mae microbiotacan y perfedd yn rheoleiddio metaboledd asid bustl trwy leihau lefelau asid muricholic tauro, sy'n wrthwynebydd derbynnydd niwclear farnesoid X (FXR) [55]. Mae synthesis bileasidau o dan reolaeth adborth negyddol yn yr afu a'r ilewm trwy actifadu FXR [55].Darganfuwyd cysylltiad rhwng asidau bustl serwm a PFOA serwm a diweddbwyntiau twf ffetws mewn carfan o 313 o fenywod beichiog Affricanaidd-Americanaidd [56].

Gwelwyd mwy o asidau cylchredol oherwydd cymysgedd o bum PFAS, a oedd yn cynnwys PFOA, PFOS, PFNA, PFHxS, a GenX, mewn llygod C57BL / 6J [57]. Gallai llid y perfedd sy'n gollwng sy'n gysylltiedig ag oedran gael ei leddfu gan ychwanegiad coctel probiotig trwy gynyddu gweithgaredd hydrolase halen bustl, gan arwain at gynnydd mewn taurine a ysgogodd cyffyrdd tynn [58]. Gallai diffyg asidau bustl eilaidd a achosir gan ddysbiosis hybu llid berfeddol, a allai fod wedi'i liniaru trwy ychwanegu bileacidau eilaidd mewn modelau llygoden [59].

Adroddwyd am nam ar fynegiant genynnau sy'n ymwneud â metaboledd asid bustl gan PFOA mewn celloedd hepatoma HeparRG dynol. Yn benodol, gostyngwyd CYP7A1, yr ensymcatalyzing allweddol sy'n cyfyngu ar gyfraddau synthesis asid bustl [60].

Yn ogystal ag ensymau sy'n ymwneud â biosynthesis asid bustl, gostyngwyd lefelau mynegiant genynnau sy'n gysylltiedig â chludiant bileacid, Bsep, a Mrp2, hefyd gan PFOA mewn model afu 3D llygoden cynradd [61]. Ar ben hynny, adroddwyd bod PFOA yn rhyngweithio â'r cludwr bileasid dynol Na +/taurocholate polypeptid cyd-gludo [62]. Gostyngodd PFOA themRNA a mynegiant protein o anion organig sy'n cludo polypeptides1a1, 1a4, a1b2 mewn model llygoden trwy actifadu derbynnydd alffa wedi'i ysgogi gan ymlediad peroxisome (PPAR); dyma'r prif gludwyr sy'n gyfrifol am gymryd asidau bustl i'r afu [63].

Newidiadau i fetaboledd tryptoffan oedd y llofnod metabolaidd cysylltiedig â PFAS a adroddwyd fwyaf mewn astudiaethau dynol [64]. Gall microbau'r perfedd drawsnewid tryptoffan yn indolean a'i ddeilliadau, fel 3-asid acrylig indole ac 3-asid indoleacetig, y gostyngwyd ei lefel gan amlygiad PFOA yn yr astudiaeth hon. Yn benodol, dywedwyd bod 3-asid indoleacetig yn hyrwyddo swyddogaeth rhwystr epithelial berfeddol ac yn atal ymatebion llidiol [65]. Mae gallu genetig micro-organebau'r perfedd sy'n defnyddio mwcinau a metabolizingtryptoffan yn cael ei leihau mewn cleifion â chlefyd y coluddyn llid [65].

Fel derbynnydd cytoplastig, mae AhR yn ffactor pwysig mewn homeostasis meinwe ac imiwnedd, sy'n caniatáu addasu celloedd imiwnedd i amodau amgylcheddol [66]. At hynny, adroddwyd 3-indoleaceticacid fel un o brif ysgogwyr AhR yng nghynnwys cecal samplau llygoden a stôl gan gyfranogwyr dynol [67]. Yn ogystal, gallai 3-asid indoleacetig hybu cyfanrwydd rhwystr berfeddol ac atal ymatebion llidiol trwy actifadu'r ffactor trawsgrifio AhR, a oedd yn hyrwyddo trawsgrifio IL sy'n ddibynnol ar AhR ymhellach [68]; 3-asid indoleacetig hefyd yw ysgogydd y derbynnydd X beichiog (PXR), sy'n cymell cynhyrchu celloedd IL-35+ B ynghyd â lipopolysaccharid trwy dderbynnydd PXRand tebyg i Doll 4 [69]. At hynny, mae 3-asid indoleasetig yn cael effeithiau buddiol megis lleddfu spondylitis ankylosing [70]; 3-cafodd asid indoleasetig ei leihau'n sylweddol mewn llygod a oedd yn cael diet braster uchel [71].

Gallai ychwanegu 3-asid indoleacetig leddfu clefyd yr afu brasterog o alcohol trwy wanhau'r ymateb llidiol, straen ocsideiddiol, a lipogenesis hepatig [72]. Ar ben hynny, dylanwadodd 3-asid indoleacetig ar effeithiolrwydd cemotherapi mewn cleifion â chanser y pancreas mewn dwy garfan adenocarcinoma pancreatig-ddargludol annibynnol [73]. Mewn model llygoden adenocarcinoma dwythellol pancreatig, gallai trawsblaniad microbiota fecal ac ychwanegu 3-asid indoleacetig hefyd wella effeithiolrwydd cemotherapiwtig mewn llygod gnotobiotig dynol [73]. Ynghyd â'rgostyngiad o 3-asid acrylig indole ac 3-asid indoleacetig gan PFOA, gallai'r effeithiau buddiol hyn gael eu peryglu.

Roedd gan yr astudiaeth hon nifer o gyfyngiadau. Yn gyntaf, dim ond llygod gwrywaidd oedd yn yr astudiaeth hon, tra nad oedd llygod benywaidd yn cael eu cynnwys. Gallai cynllun astudiaeth rhyw-cytbwys sy'n cynnwys llygod gwryw a llygod benywaidd wella'r maes astudio hwn. Yn ail, ni chanfuwyd lefel PFOA yn y dŵr yfed a dderbyniwyd gan y llygod rheoli. O ystyried dosbarthiad eang PFOA, roedd tebygolrwydd bod y dŵr yfed yr oedd y llygod rheoli yn ei dderbyn yn cynnwys lefelau isel o PFOA. Adroddwyd bod lefel PFOA mewn dŵr yfed rhwng 20 a 70 ng/L yn Georgia, UDA [74]. Er mwyn profi effaith wenwynig metabolion perfedd-microbiota PFOAon, gosodwyd y lefel amlygiad yn yr astudiaeth hon i 1 ppm, sy'n uwch na'r lefel amgylcheddol berthnasol. Mae angen gostwng y dos mewn astudiaethau yn y dyfodol i archwilio effeithiau iechyd PFOA ar lefelau amgylcheddol berthnasol.

5. Casgliadau

Mae PFOA wedi dod yn bryder iechyd cyhoeddus difrifol yn ddiweddar. Yn yr astudiaeth bresennol, bu PFOAdistr ar gyfansoddiad microbiota'r perfedd a phroffiliau metabolaidd y feces, y serwm, a'r afu mewn llygod. Canfuwyd cydberthynas rhwng microbiota'r perfedd a metabolion fecal gwahanol. Arweiniodd datguddiad PFOA at newidiadau sylweddol i fetabolion perfedd-microbiota, gan gynnwys asidau bustl a metabolion tryptoffan, megis 3-asid indoleacrylig ac 3-asid indoleasetig. Gallai ein canfyddiadau wella dealltwriaeth o effeithiau iechyd PFOA a gyfryngir trwy ficrobiota'r perfedd.

Meddyginiaeth Lysieuol Naturiol I Leddfu Rhwymedd-Cistanche

Genws o blanhigion parasitig sy'n perthyn i'r teulu Orobanchaceae yw Cistanche . Mae'r planhigion hyn yn adnabyddus am eu priodweddau meddyginiaethol ac wedi'u defnyddio mewn Meddygaeth Tsieineaidd Traddodiadol (TCM) ers canrifoedd. Mae rhywogaethau Cistanche i'w cael yn bennaf mewn rhanbarthau cras ac anialwch yn Tsieina, Mongolia, a rhannau eraill o Ganol Asia. Nodweddir planhigion cistanche gan eu coesau cigog, melynaidd ac maent yn cael eu gwerthfawrogi'n fawr am eu buddion iechyd posibl. Yn TCM, credir bod gan Cistanche briodweddau tonig ac fe'i defnyddir yn gyffredin i feithrin yr aren, gwella bywiogrwydd, a chefnogi swyddogaeth rywiol. Fe'i defnyddir hefyd i fynd i'r afael â materion sy'n ymwneud â heneiddio, blinder, a lles cyffredinol. Er bod gan Cistanche hanes hir o ddefnydd mewn meddygaeth draddodiadol, mae ymchwil wyddonol ar ei effeithiolrwydd a'i ddiogelwch yn barhaus ac yn gyfyngedig. Fodd bynnag, gwyddys ei fod yn cynnwys amrywiol gyfansoddion bioactif fel glycosidau ffenylethanoid, iridoidau, lignans, a polysacaridau, a all gyfrannu at ei effeithiau meddyginiaethol.

Wecistanche'spowdr cistanche, tabledi cistanche, capsiwlau cistanche, a chynhyrchion eraill yn cael eu datblygu gan ddefnyddioanialwchcistanchefel deunyddiau crai, y mae pob un ohonynt yn cael effaith dda ar leddfu rhwymedd. Mae'r mecanwaith penodol fel a ganlyn: Credir bod gan Cistanche fanteision posibl ar gyfer lleddfu rhwymedd yn seiliedig ar ei ddefnydd traddodiadol a rhai cyfansoddion y mae'n eu cynnwys. Er bod ymchwil wyddonol yn benodol ar effaith Cistanche ar rwymedd yn gyfyngedig, credir bod ganddo fecanweithiau lluosog a allai gyfrannu at ei botensial i leddfu rhwymedd. Effaith carthydd:Cistanchewedi cael ei ddefnyddio ers amser maith mewn Meddygaeth Tsieineaidd Traddodiadol fel meddyginiaeth ar gyfer rhwymedd. Credir ei fod yn cael effaith carthydd ysgafn, a all helpu i hyrwyddo symudiadau coluddyn ac achosi rhwymedd. Gellir priodoli'r effaith hon i wahanol gyfansoddion yn Cistanche, megis glycosidau ffenylethanoid a polysacaridau. Gwlychu'r Coluddion: Yn seiliedig ar ddefnydd traddodiadol, ystyrir bod gan Cistanche briodweddau lleithio, gan dargedu'r coluddion yn benodol. Gall hybu hydradiad ac iro'r coluddion helpu i feddalu offer a hwyluso symudiad haws, a thrwy hynny leddfu rhwymedd. Effaith Gwrthlidiol: Weithiau gall rhwymedd fod yn gysylltiedig â llid yn y llwybr treulio. Mae cistanche yn cynnwys rhai cyfansoddion, gan gynnwys glycosidau ffenylethanoid a lignans, y credir bod ganddynt briodweddau gwrthlidiol. Trwy leihau llid yn y coluddion, gall helpu i wella rheoleidd-dra symudiad y coluddyn a lleddfu rhwymedd.