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。 2014年8月12日,5 (4):e01438-14。
doi: 10.1128 / mBio.01438-14。

差分调制的Akkermansia muciniphila和Faecalibacterium prausnitzii主机外围脂质代谢和组蛋白乙酰化作用在小鼠肠道瀑样

萨拜娜Lukovac1, 克莱拉茨2, Linette贝利1, 巴特J Keijser1, 威廉姆•M•德•沃斯, 罗伊·C Montijn1, 古Roeselers3
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差分调制的Akkermansia muciniphila和Faecalibacterium prausnitzii主机外围脂质代谢和组蛋白乙酰化作用在小鼠肠道瀑样

萨拜娜Lukovacet al。 mBio。 。
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文摘

肠道微生物群对人类健康的众多方面至关重要。然而,许多host-microbiota相互作用的潜在机制仍不清楚。本研究的目的是描述微生物群对宿主上皮细胞利用一种新颖的基于鼠标的体外模型回肠瀑样。我们探索瀑样的转录反应接触所产生的短链脂肪酸(SCFAs)和产品两个丰富的微生物群组成,Akkermansia muciniphila和Faecalibacterium prausnitzii。我们观察到,a . muciniphila代谢物影响各种转录因子和基因参与细胞脂质代谢和增长,支持先前的体内发现。与之相反,f . prausnitzii产品仅能发挥弱影响宿主的转录。此外,a muciniphila丙酸及其代谢物调制Fiaf, Gpr43,组蛋白去乙酰酶抑制剂(hdac)和过氧物酶体proliferator-activated受体γ(Pparγ)转录因子调控的重要监管机构,细胞周期控制、脂类分解,饱腹感。这项工作表明特定的细菌及其代谢产物不同调节上皮细胞转录在鼠标瀑样。我们表明,肠道瀑样提供一种新颖的和强大的体外模型host-microbiome交互的研究。

重要性:我们调查的影响肠道微生物群和微生物产生短链脂肪酸(SCFAs)肠道功能。许多共生的细菌在肠道产生SCFAs,特别是丁酸、乙酸,丙酸,已经被证明能降低胃肠道功能紊乱的风险。Organoids-small crypt-villus结构从回肠肠干细胞细胞暴露于SCFAs和两个特定的肠道细菌。Akkermansia muciniphila,发现肠道粘液,最近被证明有良好的效果在中断新陈代谢与肥胖有关。Faecalibacterium prausnitzii是一个共生的肠道细菌,没有可能与克罗恩病相关。我们发现在我们的模型中,a muciniphila诱发更强比f . prausnitzii对宿主的影响。我们观察到a . muciniphila和丙酸影响基因的表达参与脂质代谢和表观遗传基因表达的激活或沉默。我们表明,瀑样为宿主相互作用的研究提供一个强大的工具。

数据

图1
图1
小鼠小肠的图像具有亮瀑样培养在人工基底膜1 (A), 3 (B), 7 (C)天后分裂。
图2
图2
不同的转录组签名在肠道细菌单一栽培和SCFAs瀑样在刺激。(一)热图和分层聚类代表数组相关情节的微阵列数据复制。(B) PCA的情节微阵列数据显示不同的实验处理组的分布。暴露于集群代表样本答:muciniphila培养介质(−),答:muciniphila条件培养基(+),f . prausnitzii培养介质(Fp−),f . prausnitzii条件中(Fp +),醋酸(Ace)丁酸(但是),丙酸(Pro)和标准瀑样培养介质(Con)。(C)维恩图代表的基因数量,瀑样表达下调的接触答:muciniphila条件中相对于各自的控制(无条件微生物培养基)接触SCFAs丁酸盐相比,丙酸和乙酸。(D)维恩图代表的基因数量,并通过接触表达下调f . prausnitzii条件中相对于各自的控制与接触丁酸盐相比,丙酸和乙酸。
图3
图3
答:muciniphila调节许多主机转录因子和基因的表达参与了细胞代谢功能。(一)网络影响转录因子的代表答:muciniphila,f . prausnitzii,SCFAs。(B)转录因子的影响在瀑样接触答:muciniphila丙酸及其代谢物。(C)异丙醇网络展示的效果答:muciniphila在脂类代谢相关基因的表达。在绿色和红色对应节点,调节基因,分别。Noncolored节点IPA和建议提出的潜在目标基因功能与微分相协调。
图4
图4
许多代谢过程在瀑样接触的影响答:muciniphila和丙酸。饼形图显示分布的影响基因的关系答:muciniphila(一),f . prausnitzii(B)、丁酸(C),丙酸(D)和醋酸(E)基于生物功能的注释(基因本体)。
图5
图5
的影响答:muciniphila、丙酸和丁酸盐代谢基因的表达编码Fiaf, Gpr43, Hdac3, Hdac4肠道瀑样。(一)日志褶皱接触后基因表达的变化f . prausnitzii和答:muciniphila相对于控制条件(A)和接触丁酸盐后,丙酸和醋酸相对控制条件(B)(意味着折叠改变±标准差(SD);P< 0.01;n= 4)。
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