Имунитет на лигавицата

Тази статия е част от изследователската тема

Ролята на физическите и биологичните чревни бариери в модулирането на кръстосани препратки между микробиотата и имунната система Вижте всички 15 статии

Редактиран от
Жулиен ДИАНА

Институт за национално изкуство и институт за научни изследвания (INSERM), Франция

Прегледан от
Карина разкъсана

Университет Лунд, Швеция

Кендра Вехик

Университет на Южна Флорида, САЩ

Жанет М. Венцлау

Медицински университет в Колорадо Аншуц, САЩ

Принадлежностите на редактора и рецензенти са най-новите, предоставени в техните профили за проучване на Loop и може да не отразяват тяхното положение по време на прегледа.

дисбиоза

  • Изтеглете статия
    • Изтеглете PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Допълнителни
      Материал
  • Цитат за износ
    • EndNote
    • Референтен мениджър
    • Прост ТЕКСТ файл
    • BibTex
СПОДЕЛИ НА

Оригинални изследвания СТАТИЯ

  • 1 Clinicum, Медицински факултет, Университет в Хелзинки, Хелзинки, Финландия
  • 2 Транслационна и експериментална медицина, ранно дишане, възпаление и автоимунитет, R&D на BioPharmaceuticals, AstraZeneca, Гьотеборг, Швеция
  • 3 Детска болница, Университет в Хелзинки и Университетска болница в Хелзинки, Хелзинки, Финландия
  • 4 Отдел за изследване на екологията и генетиката, Университет в Оулу, Оулу, Финландия
  • 5 Катедра по биологични и екологични науки, Университет в Ювяскюла, Ювяскюла, Финландия
  • 6 Изследователска програма за клиничен и молекулярен метаболизъм, Медицински факултет, Университет в Хелзинки, Хелзинки, Финландия
  • 7 Имуногенетична лаборатория, Университет в Турку, Турку, Финландия

Въведение

Ролята на чревната микробиота като регулатор на автоимунния диабет е добре установена в животински модели на T1D, при които модулацията на микробиотата влияе върху развитието на заболяването (16). Към днешна дата изследванията на микробиома по отношение на T1D са фокусирани върху бактериалната общност на чревната микробиота, но човешкият микробиом е сложна екосистема, съставена от бактерии, гъбички, археи и вируси. Няколко гъбични вида са идентифицирани в стомашно-чревния тракт на човека (17, 18), представлявайки 0,1–1,0% от чревната микробиота (обикновено наричана като микобиота). Гъбичните клетки са повече от бактериалните, но като еукариотни организми, гъбите имат значително по-разнообразни биохимични пътища от бактериите (19). По този начин, когато се разглежда биоактивният капацитет на чревната микробиота, ролята на микобиотата е от основно значение със забележителен потенциал да модулира клетъчните функции на гостоприемника. Въпреки това, настоящите познания за участието на микобиота в нарушенията на микробните общности и здравето на приемника са ограничени. Ролята на микобиотата като регулатор на чревни възпаления и възпалителни заболявания е подчертана от последните проучвания при възпалителни заболявания на червата, алергии и астма (20–22).

Освен това, промените в бактериалната микробиота могат да бъдат свързани с промените в микобиотата, които вероятно нарушават взаимодействията в микробиома, както се вижда при болестта на Crohn (21, 22). Всъщност чревната микобиота може да модулира състава на бактериалния отдел или чрез директни взаимодействия с бактерии, или чрез имунната система на гостоприемника (18, 23).

В настоящото проучване анализирахме състава на гъбичната и бактериална чревна микробиота, както и маркерите за чревно възпаление, в кохорта от островни положителни и отрицателни деца на автоантитела, носещи генетична чувствителност, предоставена от HLA към T1D. След това проследихме кохортата за развитие на T1D за медиана от 8 години и 8 месеца. Комбинирайки данните за гъбичките и бактериите, децата с генетичен риск от T1D са групирани в три основни клъстера, определени от относителното изобилие на Saccharomyces, Clostridiales и Bacteroidales (Firmicutes и Bacteroidetes phyla, съответно). Установено е повишено съотношение на Bacteroidales към Clostridiales при деца с положителни автоантитела, докато децата, които по време на проследяването също са прогресирали до клиничен T1D, показват голямо изобилие от Saccharomyces и Кандида, както и признаци на чревно възпаление, т.е. повишени нива на фекален HBD2 и циркулиращ ASCA IgG. Нашите резултати показват, че дисбиозата на гъбични и бактериални чревни микробиоти, както и чревно възпаление са свързани с развитието на T1D.

Материали и методи

Учебни предмети

Фигура 1. Дизайн на изследването: Микробиомен състав, чревно възпаление и развитие на клиничен диабет тип 1 (T1D) по време на проследяването. Фекални и кръвни проби бяха събрани от 26 деца, тествани положително за най-малко едно свързано с диабет автоантитело (IAA, GADA, IA-2A или ICA) и съответстващи на автоантитела отрицателни деца с HLA-предоставена чувствителност към T1D. Двойките случай-контрол бяха съпоставени за HLA-DQB1 хаплотип, възраст, пол и хранене в ранна детска възраст. Бактериално 16S и гъбично ITS2 секвениране и анализи на маркерите на чревно възпаление, а именно HBD2, калпротектин и секреторен общ IgA, бяха извършени с помощта на фекални проби. Кръвните проби бяха анализирани за нивата на ASCA IgA/IgG и циркулиращите цитокини IFNG, IL-17 и IL-22. След анализите децата бяха проследени за развитие на клиничен T1D (медиана 8 години и 8 месеца). По време на проследяването девет деца с автоантитела са диагностицирани с T1D, докато нито едно от децата с автоантитела не развива T1D.

маса 1. Характеристики на учебните предмети. AAb + са деца, положителни за поне едно свързано с диабет автоантитела, а AAb - деца са отрицателни за бета-клетъчни автоантитела. Изследваните субекти бяха участници в пилотните проучвания TRIGR и FINDIA.

Анализи на автоантитела

Биохимично дефинираните автоантитела IAA, IA-2A и GADA се анализират със специфичен метод на радиосвързване и ICA със стандартен метод на имунофлуоресценция, както е описано по-рано в (24-26). Използваните гранични нива са 2,80 относителни единици (RU) за IAA, 5,36 RU за GADA и 0,78 RU за IA-2A, определени като ниво над 99 процентила при повече от 350 деца без диабет от Финландия. Островните клетъчни антитела са измервани с помощта на непряк метод на имунофлуоресценция, като се използва гранична стойност от 2,5 единици на фондация Juvenile Diabetes Foundation.

Генотипиране HLA

Скринингът на алели с риск от HLA е извършен, както е описано по-горе (24-26). Първоначалното HLA-DQB1 типизиране за свързани с риска (DQB1 * 02, DQB1 * 03: 02) и защитни (DQB1 * 03: 01, DQB1 * 06: 02 и DQB1 * 06: 03) алели е допълнено с DQA1 типизиране за DQA1 * 02: 01 и DQA1 * 05 алели при тези с DQB1 * 02 без защитни алели или алел с основен риск DQB1 * 03: 02.

ДНК екстракция

ДНК беше извлечена от фекални проби с помощта на QIAamp Fast DNA Stool Mini Kit (Qiagen, Германия). Накратко, фекални проби (180–220 mg) се размразяват в 1 ml буфер InhibitEX, завихря се за 1 минута и се инкубира при 95 ° С в продължение на 10 минути, за да се подобри лизисът на трудно лизируемите таксони. След центрофугиране, 200 μl от супернатантата се прехвърля в нова епруветка с протеиназа К и буфер AL и се завихря старателно. Лизатът се инкубира при 70 ° С в продължение на 10 минути, последвано от добавяне на 0,3 об. абсолютен етанол. След това пробите се завихрят, пипетират се до въртящата се колона QIAamp и се центрофугират при 20 000 × g за 1 минута. Колоната се промива с буфери AW1 и AW2 и чистата ДНК се елуира в 200 μl буфер ATE и се съхранява при -20 ° С. Количеството и качеството на ДНК се определят с помощта на спектрофотометър NanoDrop ND-1000 (Thermo Fisher Scientific, Wilmington, DE, USA).

Усилване на бактериална 16s рРНК и гъбичен ITS2 регион

Биоинформатичен анализ

Данните за секвениране на бактерии и гъбички са обработени с помощта на QIIME v.1.9.1 (28). Данните за четене бяха контролирани с качество, използвайки тръбопровод за филтриране на качеството на филтриране, като по този начин потенциалните химерни последователности бяха идентифицирани и отстранени с uchime (29). След филтриране на нискокачествени и химерни четения, наборът от бактериални данни се състои от 1.202 милиона четения в 52 проби, със средно 23 120 четения на проба. Съответният краен набор от гъбички се състои от 130 000 висококачествени отчитания без химера от 52 проби, със средно 2501 отчитания на проба. Последователностите бяха групирани в оперативните таксономични единици (OTU) чрез праг на сходство от 97% с usearch (30). ОТУ с ниско количество (представени с 0,05, PERMANOVA), обяснителен ефект върху гъбичните и бактериални съобщества (допълнителна таблица 2). Детска възраст и клас на риск от HLA имат статистически значим принос за общите вариации в бактериалната общност (стр = 0,02, R 2 = 0,08, стр 2 = 0,14, за приемната възраст и съответно за клас на HLA-риск), макар и с относително нисък коефициент на детерминация, и незначителен (стр > 0,05) принос на двата фактора към структурата на микобиомната общност (допълнителна таблица 2).

Цитиране: Honkanen J, Vuorela A, Muthas D, Orivuori L, Luopajärvi K, Tejesvi MVG, Lavrinienko A, Pirttilä AM, Fogarty CL, Härkönen T, Ilonen J, Ruohtula T, Knip M, Koskimäki JJ и Vaaralaal O (2020) Дисбиоза и чревни възпаления при деца с бета-клетъчен автоимунитет. Отпред. Имунол. 11: 468. doi: 10.3389/fimmu.2020.00468

Получено: 10 октомври 2019 г .; Приет: 28 февруари 2020 г .;
Публикувано: 19 март 2020 г.

Жулиен Даяна, Национален институт на Санта и де Ла Речерш Медикал (INSERM), Франция

Карина Торн, университет в Лунд, Швеция
Кендра Вехик, Университет на Южна Флорида, САЩ
Джанет Мари Венцлау, Медицински кампус на университета в Колорадо Аншуц, САЩ