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장내 미생물군은 인간과 생쥐의 신경성 식욕부진의 발병에 기여합니다

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장내 미생물군은 인간과 생쥐의 신경성 식욕부진의 발병에 기여합니다

자연미생물학 8권,

자연 미생물학 8권, 787~802페이지(2023)이 기사 인용

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측정항목 세부정보

신경성 식욕부진증(AN)은 사망률이 높은 섭식 장애입니다. 약 95%가 여성이고 인구 유병률은 약 1%이나 근거 기반 치료법이 부족하다. AN의 발병기전은 아마도 유전학 및 다양한 환경 요인과 관련이 있을 것이며, 앰플리콘 서열 분석과 상대적으로 작은 집단을 사용하여 AN 환자에게서 변경된 장내 미생물군이 관찰되었습니다. 여기에서 우리는 파괴된 장내 미생물총이 AN 발병에 기여하는지 여부를 조사했습니다. Shotgun metagenomics 및 Metabolomics는 AN이 있는 77명의 여성과 70명의 건강한 여성으로 구성된 코호트의 대변 및 혈청 샘플에 대해 각각 수행되었습니다. 여러 박테리아 분류군(예: Clostridium 종)이 AN에서 변경되었으며 식습관 및 정신 건강 추정치와 상관 관계가 있었습니다. 바이러스-박테리아 상호 작용의 감소를 포함하여 장 바이롬도 AN에서 변경되었습니다. 신경전달물질의 분해와 관련된 세균 기능 모듈은 AN에서 풍부해졌고 세균의 다양한 구조적 변이가 AN의 대사 특징과 연결되었습니다. 혈청 대사체학에서는 음식 섭취 감소와 관련된 대사산물(예: 인돌-3-프로피온산)의 증가가 밝혀졌습니다. 인과 추론 분석은 혈청 박테리아 대사산물이 장내 미생물의 변화가 AN 행동에 미치는 영향을 잠재적으로 중재하고 있음을 암시합니다. 또한, 우리는 AN 섭식 행동을 반영하기 위해 에너지 제한 공급 하에서 AN 사례에서 무균 마우스로 대변 미생물 이식을 수행했습니다. 우리는 체중 증가 감소와 시상하부 및 지방 조직 유전자 발현 유도가 비정상적인 에너지 대사 및 섭식 행동과 관련이 있음을 발견했습니다. 우리의 '오믹스' 및 기계론적 연구는 파괴적인 장내 미생물군집이 AN 발병에 기여할 수 있음을 암시합니다.

신경성 식욕부진(AN)은 왜곡된 신체 이미지, 음식에 대한 강박적 사고, 음식 섭취 감소, 체중 감소, 신체 활동 증가 및 정서적 경직을 포함한 의식적 행동 패턴을 특징으로 하는 심각한 정신 건강 상태 및 섭식 장애입니다1. AN은 주로 약 95%의 사례에서 여성에게 영향을 미치며 인구 유병률은 약 1%2입니다. 이는 두 가지 하위 유형, 즉 공통 제한형(AN-RS) 유형과 덜 널리 퍼진 폭식 또는 퍼지(AN-BP) 유형으로 분류될 수 있습니다1. 치료에 대한 근거 기반이 부족하고3 전문적인 다학제적 치료가 사망률을 줄일 수 있지만4 AN 사례의 절반 미만이 완전 완화에 도달합니다5. 총 사망률은 10년당 5.6%로 일반 인구에 비해 훨씬 높은 것으로 추산됩니다6.

AN의 병인을 결정하기 위한 연구에도 불구하고 이는 증후군, 즉 잘 정의된 통합 원인이 없는 증상 모음으로 남아 있습니다. 쌍둥이 연구에서는 유전 가능성 추정치가 50~60%7로 보고되었으며7 전체 게놈 연관 연구에서는 정신 질환, 신체 활동, 대사 및 인체 측정 특성과의 상관 관계를 보여주는 8개의 게놈 유전자좌가 확인되었습니다. 이는 체질량 지수8,9와 관련된 일반적인 변형과 무관합니다. 병리생리학적 수준에서 AN은 다중 내분비 변화10와 뇌의 다양한 부분에서 신경 전달 물질의 교란된 신호 전달을 특징으로 합니다11.

인간의 소화관에는 대사산물 및 기타 경로를 통해 숙주의 대사, 면역 및 신경생물학에 영향을 미칠 수 있는 복잡한 미생물 집합이 포함되어 있습니다12. 여기에는 식욕, 행동 및 감정 조절을 포함한 뇌 기능에 영향을 미칠 수 있는 장-미생물군-뇌 축이 포함될 수 있습니다13. 예를 들어, 주로 장내 세균에 의해 생성되는 박테리아 대사물 카세인분해성 펩티다제 B(ClpB)는 식욕부진 효과를 발휘할 수 있는 α-멜라닌 세포 자극 호르몬의 항원 모방물입니다14,15.

비정상적인 장내 미생물군이 AN의 발병에 관여할 수 있다는 가설이 세워졌습니다. AN의 속 수준에서 장내 미생물군을 특성화하기 위해 앰플리콘 시퀀싱을 사용한 여러 소규모 연구가 발표되었으며16,17,18,19, 이는 장내 세균총의 미생물 불균형을 보여줍니다(보충 참고 1 참조). 더욱이, 거식증이 있는 쥐 모델에서 장내 미생물군의 변화는 식습관의 변화와 시상하부 신경펩티드의 발현 변화와 연관되어 있는 것으로 나타났습니다20.

 0.05, Supplementary Table 1)./p>10 kbp; 3 µg) was used to build the library. Shearing of DNA into fragments of approximately 150 bp was performed using an ultrasonicator (Covaris) and DNA fragment library construction was performed using the Ion Plus Fragment Library and Ion Xpress Barcode Adapters kits (Thermo Fisher). Purified and amplified DNA fragment libraries were sequenced using the Ion Proton Sequencer (Thermo Fisher), with a minimum of 20 million high-quality reads of 150 bp (on average) generated per library./p>60. Then we assessed presence and abundance of GMMs28 and GBMs29 in a metagenomic sample by the pipeline implemented in the R package omixerRpm (v0.3.2) as previously described28,29./p>75% (this genomic segment was excluded from the analysis). All bacterial species with SV calling were present in at least 10% of the total samples and were used for subsequent analysis./p> and =10% and relative abundance of > and =0.01% for 147 (77 AN versus 70 HC) individuals included in the dataset. Richness, alpha and beta diversity were calculated with the R package ‘fossil’72 and ‘vegan’73. Two-tailed Wilcoxon's rank-sum test was used to determine statistically significant differences in richness and alpha diversity indices between groups. Permutational multivariate analysis of variance (PERMANOVA) at n = 999 was performed for Canberra distance. The viral–bacterial interactions in both AN-RS and AN-BP microbiome data were computed using the Sparse Correlations for Compositional (SparCC)74 algorithm. Before the SparCC analysis, the AN bacterial and viral microbiota datasets were subset to AN-RS and AN-BP datasets, which were then separately submitted for SparCC analysis./p>

3.0.CO;2-I" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F1098-108X%28200012%2928%3A4%3C451%3A%3AAID-EAT14%3E3.0.CO%3B2-I" aria-label="Article reference 34" data-doi="10.1002/1098-108X(200012)28:43.0.CO;2-I"Article CAS PubMed Google Scholar /p>