Grupo de Ecología Animal, Universidade de Vigo, Torre CACTI, 36310, Виго, Испания

микробиом

Grupo de Ecología Animal, Universidade de Vigo, Torre CACTI, 36310, Виго, Испания

Институт по изчислителна биология, Институт Milken School of Public Health, George Washington University, Ashburn, VA, USA

CIBIO-InBIO, Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, Португалия

Grupo de Ecología Animal, Universidade de Vigo, Torre CACTI, 36310, Виго, Испания

Grupo de Ecología Animal, Universidade de Vigo, Torre CACTI, 36310, Виго, Испания

Grupo de Ecología Animal, Universidade de Vigo, Torre CACTI, 36310, Виго, Испания

Grupo de Ecología Animal, Universidade de Vigo, Torre CACTI, 36310, Виго, Испания

Институт по изчислителна биология, Институт Milken School of Public Health, George Washington University, Ashburn, VA, USA

CIBIO-InBIO, Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, Португалия

Grupo de Ecología Animal, Universidade de Vigo, Torre CACTI, 36310, Виго, Испания

Grupo de Ecología Animal, Universidade de Vigo, Torre CACTI, 36310, Виго, Испания

Резюме

Наскоро беше изказана хипотезата, че излагането на стрес (напр. Чрез глюкокортикоидна секреция) може да наруши регулирането на микробиома на бактериалните черва, решаващ „орган“ в здравето на животните. Дали обаче излагането на стрес (напр. Чрез глюкокортикоидна секреция) влияе върху микробиома на бактериалните черва на естествените популации е неизвестно. Експериментално сме променили базовото ниво на глюкокортикоиди (кортикостеронови импланти) при див вид птици, жълтокраката чайка Ларус Михалис, за оценка на ефектите му върху стомашно-чревната микробиота. Нашите резултати показват недостатъчно представяне на няколко микробни таксона при имплантирани кортикостерон птици. Важно е, че такова намаляване включва потенциално патогенни птичи бактерии (напр. Микоплазма и Микровирга), а също и някои коменсални таксони, които могат да бъдат полезни за птиците (напр. Firmicutes). Нашите открития ясно показват тясна връзка между микробиомните общности и нивата на глюкокортикоиди в естествените популации. Освен това те предполагат благоприятен ефект на стреса при намаляване на риска от инфекция, който трябва да бъде изследван в бъдещи проучвания.

Бележки под линия

Електронните допълнителни материали са достъпни онлайн на https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4056533.

Препратки

. 2005 Оборудван за цял живот: адаптивната роля на стресовата ос при мъжките бозайници . J. Mammal. 86, 236–247. (doi: 10.1644/BHE-001.1) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2004 Физиологичен стрес в екологията: уроци от биомедицински изследвания . Тенденции Ecol. Evol. 19., 249–255. (doi: 10.1016/j.tree.2004.03.008) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Foster JA, Neufeld KAM

. 2013 Оста на червата и мозъка: как микробиомът влияе върху тревожността и депресията . Тенденции Neurosci. 36, 305–312. (doi: 10.1016/j.tins.2013.01.005) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Sekirov I, Russell SL, Antunes LCM, Finlay BB

. 2010 Чревна микробиота в здравето и болестите . Физиол. Преп. 90, 859–904. (doi: 10.1152/physrev.00045.2009) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Bailey MT, Dowd SE, Galley JD, Hufnagle AR, Allen RG, Lyte M

. 2011 Излагането на социален стрес променя структурата на чревната микробиота: последици за имуномодулацията, предизвикана от стрес . Мозък Behav. Имун. 25, 397–407. (doi: 10.1016/j.bbi.2010.10.023) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Bailey MT, Dowd SE, Parry NM, Galley JD, Schauer DB, Lyte M

. 2010 Излагането на стресор нарушава коменсалните микробни популации в червата и води до повишена колонизация от Citrobacter rodentium . Инфектирайте. Имун. 78, 1509–1519. (doi: 10.1128/IAI.00862-09) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Glaser R, Kiecolt-Glaser JK

. 2005 Имунна дисфункция, предизвикана от стрес: последици за здравето . Нат. Преподобен Имунол. 5, 243–251. (doi: 10.1038/nri1571) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Burkholder K, Thompson K, Einstein M, Applegate T, Patterson J

. 2008 Влияние на стресорите върху нормалната чревна микробиота, чревната морфология и податливостта към Salmonella enteritidis колонизация при бройлери . Poult. Sci. 87, 1734–1741. (doi: 10.3382/ps.2008-00107) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Verbrugghe E, Boyen F, Gaastra W, Bekhuis L, Leyman B, Van Parys A, Haesebrouck F, Pasmans F

. 2012 Сложното взаимодействие между стреса и бактериалните инфекции при животните . Ветеринар. Микробиол. 155, 115–127. (doi: 10.1016/j.vetmic.2011.09.012) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2009 Кавга на ден може да задържи патогените далеч: реакцията на стрес „борба или бягство“ и увеличаването на имунната функция . Integr. Комп. Biol. 49, 215–236. (doi: 10.1093/icb/icp045) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Dhabhar FS, Satoskar AR, Bluethmann H, David JR, McEwen BS

. 2000 Повишаване на имунната функция на кожата, предизвикано от стрес: роля за γ интерферон . Proc. Natl Акад. Sci. САЩ 97, 2846–2851. (doi: 10.1073/pnas.050569397) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Stothart MR, Bobbie CB, Schulte-Hostedde AI, Boonstra R, Palme R, Mykytczuk NC, Newman AE

. 2016 Стресът и микробиомът: свързване на глюкокортикоидите с динамиката на бактериалната общност при дивите червени катерици . Biol. Lett. 12, 20150875. (doi: 10.1098/rsbl.2015.0875) Връзка, ISI, Google Scholar

Брутен WB, Colmano G

. 1970 Кортикостерон и ACTH като лечения за Ешерихия коли инфекция при пилета . Poult. Sci. 49, 1256–1258. (doi: 10.3382/ps.0491256) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Murone J, DeMarchi JA, доктор Венески

. 2016 Излагането на кортикостерон засяга устойчивостта на гостоприемника, но не и толерантността към възникващ гъбичен патоген . PLOS ONE 11., e0163736. (doi: 10.1371/journal.pone.0163736) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Shonkoff JP, Garner AS, Siegel BS, Dobins MI, Earls MF, Garner AS, McGuinn L, Pascoe J, Wood DL

. 2012 Ефектите през целия живот на ранна детска беда и токсичен трес . Педиатрия 129, e232 – e246. (doi: 10.1542/peds.2011-2663) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Noguera JC, Kim SY, Velando A

. 2017 Семейно предаван стрес при дива птица . Proc. Natl Акад. Sci. САЩ 114, 6794–6799. (doi: 10.1073/pnas.1706242114) PubMed, ISI, Google Scholar

Romero LM, Reed JM

. 2005 Събиране на базови проби от кортикостерон на полето: е под 3 минути достатъчно добро? Комп. Biochem. Физ. A 140, 73–79. (doi: 10.1016/j.cbpb.2004.11.004) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Griffiths R, Double MC, Orr K, Dawson RJ

. 1998 ДНК тест за секс на повечето птици . Мол. Екол. 7, 1071–1075. (doi: 10.1046/j.1365-294x.1998.00389.x) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Kozich JJ, Westcott SL, Baxter NT, Highlander SK, Schloss PD

. 2013 Разработване на стратегия за секвениране с двоен индекс и конвейер за куриране за анализ на данни за последователността на ампликоните на платформата за секвениране MiSeq Illumina . Приложение Околна среда. Микробиол. 79, 5112–5120. (doi: 10.1128/AEM.01043-13) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Schloss PD et al.

2009 Представяне на Mothur: софтуер с отворен код, независим от платформата, поддържан от общността за описване и сравняване на микробни общности . Приложение Околна среда. Микробиол. 75, 7537–7541. (doi: 10.1128/AEM.01541-09) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Edgar RC, Haas BJ, Clemente JC, Quince C, Knight R

. 2011 UCHIME подобрява чувствителността и скоростта на откриване на химера . Биоинформатика 27, 2194–2200. (doi: 10.1093/bioinformatics/btr381) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Уанг Q, Garrity GM, Tiedje JM, Cole JR

. 2007 наивен байесов класификатор за бързо присвояване на rRNA последователности в новата бактериална таксономия . Приложение Околна среда. Микробиол. 73, 5261–5267. (doi: 10.1128/AEM.00062-07) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Callahan BJ, Sankaran K, Fukuyama JA, McMurdie PJ, Holmes SP

. 2016 г. Работен процес на биопроводител за анализ на данни от микробиоми: от сурови четения до анализи на общността . F1000Изследване 5, 1492. (doi: 10.12688/f1000research.8986.2) Crossref, PubMed, Google Scholar

Whittingham MJ, Stephens PA, Bradbury RB, Freckleton RP

. 2006 Защо все още използваме стъпаловидно моделиране в екологията и поведението? J. Anim. Екол. 75, 1182–1189. (doi: 10.1111/j.1365-2656.2006.01141.x) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

McMurdie PJ, Holmes S.

. 2013 Phyloseq: R пакет за възпроизводим интерактивен анализ и графики на данните от преброяването на микробиомите . PLOS ONE 8, e61217. (doi: 10.1371/journal.pone.0061217) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

McMurdie PJ, Holmes S.

. 2014 Отпадъци не, не искам: защо разреждането на данни за микробиоми е недопустимо . PLoS Comp. Biol. 10, e1003531. (doi: 10.1371/journal.pcbi.1003531) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2010 Дали клоакалните патогенни микроби се държат като паразити, предавани по полов път при птиците ? Отворете Ornithol. J. 3, 72–85. (doi: 10.2174/1874453201003010072) Crossref, Google Scholar

Benskin CM, Wilson K, Jones K, Hartley IR

. 2009 Бактериални патогени при диви птици: преглед на честотата и ефектите на инфекцията . Biol. Преп. 84, 349–373. (doi: 10.1111/j.1469-185X.2008.00076.x) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2012 Разнообразие и функция на микробиотата на птичи черва . J. Comp. Физиол. Б. 182, 591–602. (doi: 10.1007/s00360-012-0645-z) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Grond K, Lanctot RB, Jumpponen A, Sandercock BK

. 2017 Набиране и установяване на чревния микробиом при арктически брегови птици . FEMS Microbiol. Екол. 93, 142 серия (doi: 10.1093/femsec/fix142) Crossref, ISI, Google Scholar

2014 Диетата бързо и възпроизводимо променя микробиома на човешките черва . Природата 505, 559–563. (doi: 10.1038/nature12820) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Rubolini D, Romano M, Boncoraglio G, Ferrari RP, Martinelli R, Galeotti P, Fasola M, Saino N

. 2005 Ефекти от повишените нива на кортикостерон в яйцата върху поведението, растежа и имунитета на жълтокраката чайка (Ларус Михалис) пилета . Хорм. Behav. 47, 592–605. (doi: 10.1016/j.yhbeh.2005.01.006) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Kitaysky AS, Wingfield JC, Piatt JF

. 2001 Кортикостеронът улеснява просията и влияе върху разпределението на ресурсите при черноногия котенце . Behav. Екол. 12, 619–625. (doi: 10.1093/beheco/12.5.619) Crossref, ISI, Google Scholar

Peckett AJ, Wright DC, Riddell MC

. 2011 г. Ефектите на глюкокортикоидите върху липидния метаболизъм на мастната тъкан . Метаболизъм 60, 1500–1510. (doi: 10.1016/j.metabol.2011.06.012) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Ley RE, Bäckhed F, Turnbaugh P, Lozupone CA, Knight RD, Gordon JI

. 2005 Затлъстяването променя микробната екология на червата . Proc. Natl Акад. Sci. САЩ 102, 11 070–11 075. (doi: 10.1073/pnas.0504978102) Crossref, ISI, Google Scholar

Zulkifli I, Siegel P

. 1995 Има ли положителна страна на стреса? Poultr в света. Sci. J. 51, 63–76. (doi: 10.1079/WPS19950006) Crossref, ISI, Google Scholar

Fairbairn DJ, Blanckenhorn WU, Székely T

. 2007 г. Пол, размер и полови роли: еволюционни изследвания на диморфизма на сексуалния размер . Оксфорд, Великобритания: Oxford University Press. Crossref, Google Scholar

Fargallo JA, Velando A, López-Rull I, Gañán N, Lifshitz N, Wakamatsu K, Torres R

. 2013 Специфична за пола фенотипна интеграция: ендокринни профили, оцветяване и поведение при новородени гайки . Behav. Екол. 25, 76–87. (doi: 10.1093/beheco/art088) Crossref, ISI, Google Scholar

Velando A, Costa MM, Kim SY

. 2017 Специфични за пола фенотипове и свързана с метаболизма генна експресия при младежки клечки . Behav. Екол. 28, 1553–1563. (doi: 10.1093/beheco/arx129) Crossref, ISI, Google Scholar

Flint HJ, Bayer EA, Rincon MT, Lamed R, White BA

. 2008 Използване на полизахариди от чревни бактерии: потенциал за нови прозрения от геномния анализ . Нат. Rev. Microbiol. 6, 121–131. (doi: 10.1038/nrmicro1817) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Wada H, Breuner CW

. 2008 Преходно повишаване на кортикостерона променя просителското поведение и растежа на белокоронните врабчета . J. Exp. Biol. 211, 1696–1703. (doi: 10.1242/jeb.009191) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Müller C, Jenni-Eiermann S, Jenni L

. 2009 г. Ефекти от кратък период на повишен циркулиращ кортикостерон върху постнаталния растеж при свободно живеещите евразийски ветреници Falco tinnunculus . J. Exp. Biol. 212, 1405–1412. (doi: 10.1242/jeb.024455) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar