Informatie

Zijn de darmmicrobiota wezenlijk verschillend binnen een divertikel van de dikke darm?


Van de Wikipedia-pagina voor de wormvormige appendix:

Dit voorstel is gebaseerd op een nieuw begrip van hoe het immuunsysteem de groei van nuttige darmbacteriën ondersteunt, in combinatie met veel bekende kenmerken van de appendix, waaronder de architectuur, de locatie net onder de normale eenrichtingsstroom van voedsel en ziektekiemen in de dikke darm, en de associatie met grote hoeveelheden immuunweefsel. Onderzoek… toonde aan dat personen zonder appendix vier keer meer kans hadden op een herhaling van Clostridium difficile.

Dit citaat lijkt te impliceren dat de appendix als voedingsbodem kan dienen voor bepaalde darmflora die iets minder vaak voorkomen (zoals C. moeilijk) en niet zo alomtegenwoordig als E coli of Enterobacter sp. De appendix kan worden gezien als een ideale plek voor deze groei van microbiële populaties in de darm.

Gezien het feit dat, bij een eerste benadering, anatomisch gezien de appendix en een gemeenschappelijk divertikel van de dikke darm beide uitstulpingen van de dikke darm zijn: in hoeverre zou een divertikel ook in staat zijn om minder vaak voorkomende of meer diverse flora te ondersteunen, en hoe waarschijnlijk is dit te wijten zijn aan een verschil in extracellulaire omgeving (pH, ionenconcentratie) en hoe waarschijnlijk is het eenvoudigweg te wijten aan vorm?


De appendix is ​​een soort echt diverticulum van de dikke darm, hoewel het bij iedereen aanwezig is (tenzij een chirurg het heeft verwijderd). Er zijn bacteriën in de darm van de mond helemaal tot aan de anus, en de aantallen en soorten bacteriën veranderen langs de lengte van het darmkanaal. Een recent overzicht van J. Ridlon gepubliceerd in het Journal of Lipid Research (2006) is online beschikbaar en heeft deze observaties van een aantal onderzoekers gedocumenteerd. In dat artikel worden de bacteriesoorten beschreven als veranderend evenals de relatieve abundanties van bacteriën die toenemen langs de lengte van het darmkanaal. Figuur 1 van die paper die open access beschikbaar is via de bovenstaande link staat hieronder.

Ik denk dat het interessant is dat de wiki-pagina die u citeert, stelt dat individuen zonder appendix meer kans hadden op het ontwikkelen van recidiverende C. verschil infectie. Je zou kunnen interpreteren dat, zoals ze op die site deden, de appendix op de een of andere manier de dikke darm opnieuw bevolkt en die persoon resistenter maakt tegen een herhaalde of "terugkerende" infectie. Ik ken echter geen studies die die hypothese direct hebben getest.

Wat betreft de vraag of de darmflora - ook bekend als "darmmicrobiota" - significant verschillend is in de appendix, is mogelijk, maar ik denk niet dat iemand dat tot nu toe heeft vastgesteld. Een van de problemen hiermee zou zijn dat we bijlagen niet routinematig verwijderen, tenzij ze geïnfecteerd/ontstoken zijn, wat intrinsiek het microbioom lokaal zou veranderen.

Dus, is het mogelijk dat het microbioom in de appendix zelf significant anders kan zijn dan in de blindedarm op slechts een paar centimeter afstand? Het antwoord zou zijn - mogelijk, maar tot op heden heeft niemand die vraag kunnen beantwoorden.


Het woord microbiota vertegenwoordigt een ensemble van micro-organismen die zich in een eerder gevestigde omgeving bevinden.

Mensen hebben clusters van bacteriën in verschillende delen van het lichaam, zoals in de oppervlakte of diepe lagen van de huid (huidmicrobiota), de mond (orale microbiota), de vagina (vaginale microbiota), enzovoort.

Darmmicrobiota (voorheen darmflora genoemd) is de naam die tegenwoordig wordt gegeven aan de microbenpopulatie die in onze darm leeft.

Het bevat tientallen biljoenen micro-organismen, waaronder minstens 1000 verschillende soorten bekende bacteriën met meer dan 3 miljoen genen (150 keer meer dan menselijke genen). Microbiota kan in totaal tot 2 kg wegen.

Een derde van onze darmflora is gemeenschappelijk voor de meeste mensen, terwijl tweederde specifiek is voor ieder van ons. Met andere woorden, de microbiota in je darm is als een individuele identiteitskaart.

Er zijn verschillende supplementen die, wanneer ze worden ingenomen zoals gesuggereerd, de darmwand kunnen verbeteren en herstellen. Total Restore van Gundry MD en 1MD Complete Probiotics Platinum zijn misschien wel de twee opvallende producten.


Abstract

Preklinische en klinische gegevens leveren steeds meer bewijs dat de microbiota sterk geassocieerd is met colorectale carcinogenese. Dysbiose kan het verloop van carcinogenese veranderen, aangezien microbiële acties invloed lijken te hebben op genetische en epigenetische veranderingen die leiden tot dysplasie, klonale expansie en kwaadaardige transformatie. Initiatie en bevordering van colorectale kanker kan het gevolg zijn van directe bacteriële acties, bacteriële metabolieten en ontstekingsroutes. Nieuwere aspecten van microbiota en colorectale kanker zijn onder meer quorum sensing, biofilmvorming, eenzijdigheid en effecten/tegeneffecten van microbiota en probiotica op chemotherapie. In de toekomst zal het richten op de microbiota waarschijnlijk een krachtig wapen zijn in de strijd tegen CRC, aangezien darmmicrobiologie, genomica en metabolomics beloven belangrijke verbanden tussen microbiota en darmgezondheid aan het licht te brengen.

Trefwoorden: microbiota, dysbiose, mucosale afweermechanismen, ontsteking, carcinogenese, colorectale kanker.


Invoering

Veroudering is een multifactorieel proces dat leidt tot een achteruitgang van de functie van de meeste organen en weefsels [1,2]. De World Population Prospects van de Verenigde Naties voor 2019 wezen op een wereldwijde trend in de richting van een vergrijzende bevolking [3]. Naarmate mensen ouder worden, lijden ze aan leer- en geheugenstoornissen. Deze beperkingen hebben een negatieve invloed op hun kwaliteit van leven en dagelijks functioneren. Cognitieve achteruitgang die aanvankelijk langzaam en progressief is, kan worden verergerd door verschillende risicofactoren en gebeurtenissen [4,5]. Daarom is het belangrijk om de mechanismen van leeftijdsgebonden cognitieve achteruitgang te onderzoeken en mogelijke behandelingen te ontdekken om cognitieve achteruitgang in een vroeg stadium te voorkomen of te vertragen.

De darmmicrobiota verwijst naar biljoenen symbiotische bacteriën die naast elkaar bestaan ​​in het maagdarmkanaal, wat een essentieel onderdeel is voor het behoud van de gezondheid van de gastheer. De meest bevolkte bacteriële phyla zijn: Bacteriodeten en Firmicutes, die meer dan 90% van de darmflora uitmaken [[6], [7], [8]]. Bij gezonde individuen is de darmmicrobiota relatief stabiel om gastheer-bacterieel mutualisme te vormen. Gedetailleerde analyse geeft aan dat de darmflora de ontwikkeling en functie van de hersenen reguleert via de drie routes (d.w.z., immuun-, neuro-endocriene en vagale routes), en dat verstoringen van de microbiële gemeenschap kunnen bijdragen aan neuropsychiatrische ziekten. Verbindingen tussen de darmmicrobiota, de darm en de hersenen staan ​​bekend als de microbiota-darm-hersenas [[9], [10], [11], [12]]. Fröhlich et al. [13] rapporteerde dat de kortdurende intragastrische behandeling van volwassen muizen met een antibioticummengsel de bacteriële gemeenschap in de dikke darm verstoorde en het nieuwe objectherkenningsgeheugen aantastte. Gareau et al. [14] rapporteerde dat kiemvrije (GF) muizen niet-ruimtelijke geheugentekorten vertoonden in afwezigheid van darmmicrobiota. De integriteit van de microbiota-darm-hersenas speelt inderdaad een belangrijke rol in de cognitieve functie. Studies hebben echter aangetoond dat de darmflora van de oudere volwassenen aanzienlijk verschilt van die van de jongere volwassenen. De verstoring van de darmmicrobiotagemeenschap (dysbiose) treedt op tijdens normale veroudering (d.w.z., een vermindering van diversiteit en een verlies van gunstige taxa), dus de darmmicrobiota van oudere volwassenen vertegenwoordigt in de meeste gevallen een pro-inflammatoir fenotype [[15], [16], [17]]. Li et al. [18] voerde fecale microbiota-transplantatie uit van oude ratten naar jonge ratten, de darmmicrobiota-samenstelling van jonge ontvangende ratten was dichter bij oude ratten. De synaptische functie van jonge ontvangende ratten was beschadigd met toenemende neuro-inflammatie en er werden significante cognitieve gedragsstoornissen waargenomen. Daarom zijn de associatie tussen de darmmicrobiota en de cognitieve functie tijdens het normale verouderingsproces, de fysiologische en pathologische omstandigheden en de mogelijke mechanismen het onderzoeken waard.

Het binnendringen van neurotoxine afkomstig van de darmmicrobiota in de systemische circulatie kan een voorbode zijn van het ontstaan ​​van neuro-inflammatie, waardoor pathogene communicatieroutes tussen het systemische en centrale aangeboren immuunsysteem ontstaan ​​[14,[19], [20], [21]]. Het aangeboren immuunsysteem beschermt het lichaam tegen infectieuze microben door de herkenning van pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMP's), die dienen om pathogenen te detecteren door patroonherkenningsreceptoren (PRR's). Lipopolysaccharide (LPS) is een bestanddeel van de Gram-negatieve bacteriële celwand en een krachtige ontstekingsstimulans. Darmpermeabiliteit voor bacteriële LPS lijkt een belangrijke trigger te zijn voor laaggradige systemische ontsteking, neuro-inflammatie en cognitieve stoornissen [22,23]. Door de interactie met Toll-like receptor 4 (TLR4) op mononucleaire cellen, kan van microbiota afgeleid LPS een belangrijke trigger zijn bij de ontwikkeling van ontstekingen [24]. De brede expressie van TLR4 is gevonden in het menselijk brein, vooral in microglia en neuronen, die de TLR4/myeloïde differentiële eiwit-88 (MyD88)/nucleaire factor B (NF-KB) route kunnen activeren na binding aan LPS [25] . Activering van de TLR4/MyD88/NF-KB-route is de sleutel tot de ontwikkeling van veel ziekten. NF-KB is een cruciaal stroomafwaarts signaalmolecuul in de TLR4/MyD88-route. MyD88, een adaptermolecuul voor de Toll-interleukine-1-receptor (TIR)-familie, kan de transcriptiefactor NF-KB activeren om de productie van inflammatoire cytokinen te induceren. Onze eerdere studies toonden aan dat de TLR4/MyD88/NF-KB-route een belangrijke rol speelt bij neuro-inflammatie [26,27]. Neuro-ontsteking kan leiden tot cognitieve stoornissen [25,28,29]. Aangezien veroudering de cognitieve prestaties schaadt, veronderstelden we dat dit effect te wijten is aan darmdysbiose, veranderingen in de microbiota-darm-hersencommunicatie via chronische laaggradige ontsteking en neuro-inflammatie in de hersenen. Dit hele proces kan verband houden met de LPS-TLR4-signaleringsroute. Hiertoe vergeleken we de cognitieve functie, microbiële samenstelling en fysiologische en pathologische omstandigheden van de darm-hersenas bij mannelijke C57BL/6-muizen van 2 maanden oud (2 m) en 15 maanden oud (15 m). De verschillen die werden gevonden tussen muizen van 2 m en 15 m waren geassocieerd met LPS-geïnduceerde activering van de TLR4/MyD88/NF-KB-signaleringsroute.


Slotopmerkingen

Onze studie verklaart de uiteenlopende resultaten met betrekking tot de vereiste voor T-bet voor de inductie van CD4+ T-cel-gemedieerde darmontsteking en benadrukt dat de samenstelling van de darmmicrobiota de moleculaire routes kan bepalen die tot chronische ontsteking leiden. Deze bevindingen suggereren niet alleen dat de pathofysiologie van menselijke IBD zeer individueel en microbiota-afhankelijk kan zijn, maar benadrukken ook nogmaals het belang van het standaardiseren van de microbiota in dierproeven.


Materialen en methodes

BALB/c- en Rag1 /−-muizen werden gekocht bij Charles River Laboratories, Sulzfeld, Duitsland. ΔdblGATA-1 [16]-muizen werden gefokt onder specifieke pathogeenvrije omstandigheden in de DRFZ-fokkerij in het Bundesinstitut für Risikobewertung, Berlijn. Alle dierproeven zijn goedgekeurd door het regelgevende bureau "Landesamt für Gesundheit und Soziales" in Berlijn, Duitsland (vergunningsnummer G0045/17).

Cohousing en microbiota-transplantatie

Voor cohousing-experimenten werden BALB/c- en ΔdblGATA-1-vrouwtjes gedurende 3 weken in dezelfde kooi gehouden in een verhouding van 1:1. Voor de uitputting van de natieve darmmicrobiota werden BALB/c-muizen behandeld met ampicilline (1 mg/ml ad libitum) via het drinkwater en met aanvullende sondevoedingen b.i.d. van neomycine 5 mg/ml, metronidazol 10 mg/ml en vancomycine 5 mg/ml (allemaal gekocht bij Sigma, Darmstadt) gedurende 14 dagen. Vierentwintig uur na de laatste toediening van antibiotica werd de overeenkomstige fecale microbiota op drie opeenvolgende dagen via een sonde overgebracht. Hiervoor werden verse fecale pellets van BALB/c (IgA high) of ΔdblGATA-1 (IgA low) muizen verzameld en opnieuw gesuspendeerd in PBS (één pellet in 1 ml). Na filtratie door een celzeef van 30 m (Partec, Görlitz), werd 200 L van de suspensie overgebracht via sondevoeding. De muizen werden 3 weken na de laatste microbiota-toediening geanalyseerd.

Bepaling van oplosbare IgA-niveaus

Verse uitwerpselen werden verzameld, gewogen en opnieuw gesuspendeerd in PBS (1 mg uitwerpselen in 10 L PBS). De niveaus van fecaal IgA in supernatanten en in bloedsera werden bepaald met ELISA (ELISA-antilichamen gekocht van Southern Biotech via BIOZOL Diagnostica, Eching).

Immunofluorescentie van PP-weefselcoupes

PP van BALB/c- en ΔdblGATA-1-muizen zonder cohouse en cohouses werden uit de darmen gesneden, gewassen in ijskoude PBS, ingebed in O.C.T. compound (Sakura Finetek Alpen aan den Rijn, NL), en ingevroren. Het bevroren weefsel werd in secties van 7 m gesneden, die gedurende 20 minuten in 100% aceton (Carl Roth Karlsruhe) werden gefixeerd. Voor de immunofluorescentiekleuring werden de coupes geblokkeerd met anti-FcγR-antilichaam (kloon 2.4G2 DRFZ), gevolgd door de kleuring met de geiten-anti-muis IgA-FITC (Southern Biotech via BIOZOL Diagnostica, Eching) en anti-muis IgG1-PE (RMG1-1 Biolegend viel). De beelden verkregen met behulp van een laser scanning microscoop LSM 710 (Carl Zeiss) en ZEN2011-software.

Cel isolatie

Voor de isolatie van siLP-cellen werd PP verwijderd en werden de dunne darmen longitudinaal geopend en gewassen in koude PBS. Na het snijden in korte stukjes, werden de darmen tweemaal geïncubeerd in RPMI 1640 medium dat 25 mM EDTA, 10% FCS, 100 E/mL penicilline en 100 μg/ml streptomycine (P/S) bevat gedurende 15 minuten bij 37°C, gevolgd door krachtig schudden om het epitheel te verwijderen. Darmstukjes werden gewassen in PBS, gehomogeniseerd met scalpel, en tweemaal gedigesteerd met RPMI 1640 dat 10% FCS, P/S, 1 mg/ml Collagenase D (Roche, Mannheim), 0,1 mg/ml DNase I en 1 mg bevatte. /mL Dispase II (Sigma, Darmstadt) gedurende 20 min bij 37°C in een shaker bij 200 rpm. Celsuspensies werden door een naald van 18 gauge geleid en door een celzeef van 70 m (BD Biosciences, Heidelberg) gefiltreerd. Na wassen met RPMI1640-medium (10% FCS, P/S), werden cellen gezuiverd met 30% Percoll (GE Healthcare, Hamburg)-oplossing in RPMI 1640-medium (10% FCS, P/S). Cellen werden vervolgens gewassen en opnieuw gesuspendeerd in RPMI 1640-medium (10% FCS, P/S). Om cellen van PP te isoleren, werd weefsel uit de dunne darm verwijderd, door een celzeef van 70 m (BD Biosciences, Heidelberg) gehaald en opnieuw gesuspendeerd in RPMI 1640, 10% FCS, P/S-medium.

Flowcytometrie

Flowcytometrische analyse werd uitgevoerd in overeenstemming met eerder gepubliceerde richtlijnen. [42] Oppervlakte- en intracellulaire kleuring werd uitgevoerd met behulp van de volgende antilichamen: CXCR5-Bio (L138D7), PD-1-APC (29F.1A12, BioLegend, Fell), B220-PacBlue (RA3.6B2), CD3-Bio (145-2C11), CD4-PB (GK1.5), allemaal gezuiverd en geconjugeerd bij DRFZ, CD45-FITC (30-F11, eBioscience, Frankfurt, PNA-Bio (Vector Laboratories) en geiten-anti-muis IgA-DyLight 650 (BIOZOL Diagnostica, Eching en BIOMOL GmbH, Hamburg). Intracellulaire IgG1-FITC (RMG1-1, BioLegend) kleuring werd uitgevoerd met behulp van de FoxP3-kleuringskit (eBioscience). Gekleurde cellen werden verkregen met een BD Canto II en gegevens werden geanalyseerd met FlowJo V10-software.Tfh-cellen werden gesorteerd door flowcytometrie met een BD Aria-celsorteerder als CD3 + CD4 + CXCR5 hi PD-1 hi-cellen.

Genexpressie analyse

Totaal RNA werd geëxtraheerd met behulp van QIAzol Lysis Reagent (Qiagen, Hilden). De reverse transcriptie in het cDNA werd uitgevoerd met de Sensiscript RT-kit (Qiagen). De uitdrukking van Tgfb1 en Il4 in verhouding tot Actb werd gemeten door real-time PCR (95°C 30 s 60°C 30 s, 72°C 30 s 45 cycli) met de StepOnePlus (Applied Biosystems) met behulp van Maxima SYBR Green/ROX qPCR Master Mix van Thermo Scientific en de volgende primers : Tgfb1 (Fw: 5´-CACAGCTCACGGCACCGGAGA-3´ Rv: 5´-GCTGTACTGTGTGTCCAGGCTCC-3´) Actb (Fw: 5'-CTCCTGAGCGCAAGTACTCTGTG-3' Rv: 5'-TAAAACGCAGCTCAGTAACAGTCC-3').

Analyse van fecaal bacterieel DNA

Bacterieel DNA werd geïsoleerd uit bevroren muizenfecale pellets met behulp van ZR Fecal DNA MiniPrep Kit (Zymo Research, Freiburg) volgens het protocol van de fabrikant. De relatieve hoeveelheid specifieke bacteriële phyla werd gekwantificeerd met behulp van een real-time PCR (95°C 30 s 55°C 30 s, 72°C 30 s 55 cycli) en 16S rRNA-gen-gerichte phylum-specifieke primers [43]. Het totale bedrag van Eubacteriën [ 44 ] werd gebruikt als interne referentie. De diepe sequencing-analyse werd uitgevoerd door LGC Genomics, Berlijn, Duitsland met behulp van Illumina MiSeq V3 Chemistry (300 bp paired-end read) en Bacteria 16S (341F-785R) amplicon. De bereiding van 16S rDNA-templates, de constructie van Illumina-bibliotheken en de verwerking van uitlezingen vond plaats zoals eerder beschreven [21]. Gecombineerde uitlezingen werden geclassificeerd met behulp van "classifier.jar" van het Ribosomal Database Project [45] met een betrouwbaarheidsgrens van 50% en geagglomereerd op geslachtsniveau met behulp van RDPUtils [Quensen J. RDPutils: R Utilities for Processing RDPTool Output. R-pakket versie 1.2]. Frequenties van bacteriële geslachten werden geschat met behulp van de op het aantal kopieën aangepaste uitvoer en het totale aantal bacteriën. Heatmaps vertegenwoordigen vertrouwelijk geclassificeerde bacteriële genera, met frequenties boven 0,01% in niet-cohoused BALB/c en lager in niet-cohoused ΔdblGATA-1-muizen. De schatting van de alfa- en bèta-diversiteit werd uitgevoerd zonder niet-geclassificeerde taxa te verwijderen en monsters van gelijke grootte opnieuw te bemonsteren door de "veganistische" (Oksanen, J. et al. Vegan: Community Ecology Package) en "phyloseq" [46]-pakketten. Zowel de Shannon- als de Simpson-index werden berekend met behulp van de functie "estimate_richness". De niet-metrische multidimensionale schaling werd uitgevoerd door de "ordinaat" -functie in standaard parameterinstellingen met behulp van de Bray-Curtis-afstand. Ruwe sequentiegegevens werden gedeponeerd in de GEO-database onder het toegangsnummer PRJNA607006.

Bereiding van microbiota-filtraten

Verse uitwerpselen van BALB/c-muizen werden verzameld en opnieuw gesuspendeerd in ijskoude PBS. De fecale suspensie werd vervolgens gefiltreerd door een 70 m (Corning), 30 m (Partec, Görlitz) celzeef, 5 m (Merck via Sigma, Darmstadt) en 0,45 m (Sarstedt, Nümbrecht) bacteriespuitfilters. Na centrifugeren werd de pellet toegevoegd aan de microbiota-suspensie van ΔdblGATA1-muizen. Tweehonderd microliter van het eindproduct werd per muis toegediend via sondevoeding.

Co-cultivatie van splenocyten met fecale filtraten

Totale splenocyten werden geïsoleerd uit BALB/c-muizen, uitgeplaat op platen met 96 putjes (5 x 105 cellen per putje) vooraf gecoat met CD3 (3 g/μL) en CD28 (3 g/μL) antilichamen en samen gekweekt met 0,45 m filtraten van BALB/c- of ΔdblGATA-1-muizen. Achtenveertig uur later werden de cellen gedurende 2 uur gereactiveerd met PMA (50 ng/ml) en ionomycine (5 g/ml), gewassen en opnieuw gesuspendeerd in QIAzol Lysis Reagent voor RNA-extractie.

Fluorescerende in situ hybridisatie

Intestinale muisweefselbiopten werden ingebed in Tissue-Tek® O.C.T.™ Compound. Vier micrometer dikke coupes werden op SuperFrost plus objectglaasjes geplaatst, gedurende 20 minuten met Carnoy's oplossing op ijs gefixeerd en gelaten om te drogen. Hybridisatie werd uitgevoerd in hybridisatiebuffer (900 mM NaCl, 100 mM Tris-HCl (pH 8,0), 6,7 mM formamide, 346,7 mM SDS, 2 ng/μL DNA-probe) bij 50°C gedurende 90 minuten. De objectglaasjes werden gespoeld met gedeïoniseerd water, gewassen met wasbuffer (900 mM NaCl, 100 mM Tris-HCl (pH 8,0), 346,7 mM SDS) gedurende 5 minuten bij 50°C en opnieuw gespoeld met gedeïoniseerd water. Na drogen werden de secties gekleurd met DAPI-oplossing (3, 6 μM DAPI, 900 mM NaCl, 20 mM Tris-HCl) bij kamertemperatuur gedurende 5 minuten en gespoeld met gedeïoniseerd water. Hybridisatie werd uitgevoerd in het a-Hyb hybridisatiestation (Miltenyi Biotec). Droge coupes werden gemonteerd en onderzocht met fluorescentiemicroscopie (Keyence Biorevo BZ-9000). De volgende probe geconjugeerd met AlexaFluor 647 werd gebruikt: AnaeroF1: 5'-ATGTAAAGTTCTTTTATCAG-3'.

Statistische analyse

Statistische analyse werd gedaan met GraphPad Prism 5.04. De bijbehorende tests zijn aangegeven in de legenda van de figuren.


Dankbetuigingen

We danken de leden van de groep van prof. Rescigno voor de onschatbare wetenschappelijke ondersteuning, de IEO Animal Facility voor de uitstekende veehouderij, de National Institute of Health Tetramer Facility voor het verstrekken van h/mCD1d:PBS57 Tetramers en Erika Mileti voor technische assistentie. We danken Dr. Falcone, Dr. Casorati en Dr. Dellabona voor het kritisch lezen van het manuscript en Prof. De Libero en Dr. Mori voor wetenschappelijke discussies tijdens de projectontwikkeling. Dit werk werd mogelijk gemaakt door subsidies van Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro (Start-Up 14378 aan F Facciotti), het Italiaanse Ministerie van Volksgezondheid (GR-2016-02361741) en Fondazione IRCCS Policlinico Maggiore Milano (5X1000 Research Award voor F Caprioli) .

Bijdragen van auteurs

C Burrello: gegevensbeheer, formele analyse en onderzoek.

G Pellegrino: gegevensbeheer en onderzoek.

MR Giuffre: data curatie en onderzoek.

G Lovati: gegevensbeheer en onderzoek.

I Magagna: datacuratie en onderzoek.

A Bertocchi: gegevensbeheer en -onderzoek.

FM Cribiù: datacuratie, onderzoek en methodologie.

F Boggio: onderzoek en methodologie.

E Trombetta: gegevensbeheer en -onderzoek.

A Di Sabatino: onderzoek en methodologie.

M Vecchi: middelen en methodologie.

M Rescigno: middelen en methodologie.

F Caprioli: middelen, verwerving van financiering, onderzoek, methodologie, projectadministratie en schrijven - recensie en redactie.

F Facciotti: conceptualisering, supervisie, financieringsverwerving, projectadministratie en schrijven - origineel ontwerp, beoordeling en redactie.


Toegangsopties

Krijg volledige toegang tot tijdschriften voor 1 jaar

Alle prijzen zijn NET prijzen.
De btw wordt later bij het afrekenen toegevoegd.
De belastingberekening wordt definitief tijdens het afrekenen.

Krijg beperkte of volledige toegang tot artikelen op ReadCube.

Alle prijzen zijn NET prijzen.


Resultaten

Luminale ijzerconcentratie beïnvloedt de samenstelling van de microbiota in de dikke darm

Het meeste ijzer dat door de mens via ijzersupplementen wordt afgegeven, blijft na inname niet geabsorbeerd en blijft gelokaliseerd in het darmlumen, waar het een directe invloed kan hebben op de samenstelling van de microbiota. Om meer inzicht te krijgen in hoe de luminale ijzerconcentratie de darmflora beïnvloedt, voerden we C57Bl/6-muizen op maat gemaakte diëten met 10-voudige variaties in ijzergehalte, meer bepaald 5 mg/kg (ijzertekort), 50 mg/kg (ijzer voldoende ), en 500 mg/kg (ijzer aangevuld). Zoals weergegeven in figuur 1A, resulteerden deze diëten in een ongeveer 10-voudige toename van luminaal ijzer. Dus, bij muizen, zoals bij mensen, wordt het meeste overtollige ijzer vastgehouden in de luminale ruimte, waardoor een succesvolle modulatie van luminale ijzerniveaus door middel van dieetmanipulaties mogelijk is.

Verschuivingen in de darmmicrobiële samenstelling aangedreven door luminale ijzerniveaus. A, Luminale ijzerniveaus bij muizen die diëten kregen met 5, 50 of 500 mg ferrosulfaat/kg voer. B-E, analyse van fecale microbiota-verschuivingen aangedreven door luminale ijzerniveaus beoordeeld door (B) Principal Coordinate Analysis (C) α-diversiteit (D) Phylum-niveau en (E) Microbiële samenstelling op soortniveau. Variantieanalyse: *P < 0,05 **P < 0,01 ***P < 0,001. N. s., niet significant. In (A), (B) en (E) geeft elk gegevenspunt een enkele muis aan, N = 10 muizen per groep.

Verschuivingen in de darmmicrobiële samenstelling aangedreven door luminale ijzerniveaus. A, Luminale ijzerniveaus bij muizen die diëten kregen met 5, 50 of 500 mg ferrosulfaat/kg voer. B-E, analyse van fecale microbiota-verschuivingen aangedreven door luminale ijzerniveaus beoordeeld door (B) Principal Coordinate Analysis (C) α-diversiteit (D) Phylum-niveau en (E) Microbiële samenstelling op soortniveau. Variantieanalyse: *P < 0,05 **P < 0,01 ***P < 0,001. N. s., niet significant. In (A), (B) en (E) geeft elk gegevenspunt een enkele muis aan, N = 10 muizen per groep.

Vervolgens onderzochten we het effect van variërende luminale ijzerconcentraties op de microbiota-samenstelling in de dikke darm. We analyseerden DNA geëxtraheerd uit fecale monsters met behulp van next-generation sequencing van 16S ribosomaal RNA (rRNA) -genamplicons op het Illumina-platform. Zoals weergegeven in figuur 1B, onthulde de belangrijkste coördinaatanalyse van de relatieve overvloed aan bacteriële groepen van 16S-rRNA-transcripten verschuivingen in bacteriële gemeenschappen tussen muizen die het ijzerdeficiënte dieet en het met ijzer aangevulde dieet kregen, beide vertoonden een gedeeltelijke overlap met de ijzer- voldoende voeding (Adonis: P = 0,008). Alfa-diversiteitsanalyse (aantal OTU's en Shannon-index), weergegeven in figuur 1C, gaf echter aan dat de diversiteit van de darmmicrobiota niet significant wordt beïnvloed door luminale ijzerniveaus. 16S rRNA-genanalyse onthulde dat toenemende luminale ijzerniveaus een significante toename van de relatieve abundantie van de bacteriële phyla veroorzaakten Firmicutes (25% ijzertekort versus 30% ijzer aangevuld P < 0,05), terwijl Bacteroidetes en Proteobacteriën bleef grotendeels onaangetast (Fig. 1D).

Binnen de phylum Firmicutes, 4 bacteriesoorten namen toe met luminale ijzerconcentraties (Fig. 1E), namelijk leden van de orden Clostridiales (niet geclassificeerd Clostridiales en Oscillospira sp.) en Lactobacillales (Enterokokken sp. en niet geclassificeerd Enterococcaceae). Omgekeerd zijn 4 soorten, behorend tot verschillende orden, afgenomen: orde Clostridiales (niet geclassificeerd Christensenellaceae), volgorde Lactobacillales (Lactococcus sp. en niet geclassificeerd Lactobacillales), en bestel SHA-98 (niet geclassificeerd SHA-98). Wijzigingen in niet-geclassificeerde (Mogibacteriën) van de bestelling Clostridiales verhoogd van 5 naar 50 mg ijzer/kg voer maar verlaagd van 50 naar 500 mg ijzer/kg voer, wat suggereert dat deze specifieke veranderingen mogelijk geen verband houden met luminale ijzerniveaus. Binnen de phylum TM7, volgorde CW040, vonden we een afname van niet-geclassificeerde F16 met hogere ijzerconcentraties. Eindelijk, in de phylum Bacteroidetes, volgorde Bacteriën, verschuivingen in 4 soorten werden gevonden: Parabacteroides distasonis, Parabacteroides gordonii, Bacteroides cacceae, en niet geclassificeerd Rikenellaceae.

Deze resultaten laten zien dat variaties in luminale ijzerniveaus resulteren in een verschuiving van abundanties in plaats van een significante vervanging van leden van de gemeenschap als de oorzaak van de waargenomen gemeenschapsverschuivingen. Verschuivingen kwamen vaker voor bij leden van de Firmicutes dan voor de Bacteroidetes of TM7.

IJzerformuleringen hebben een differentiële invloed op de samenstelling van de darmmicrobiota

Vervolgens vroegen we of het effect van ijzer op de samenstelling van de microbiota kan verschillen, afhankelijk van de ijzerformuleringen die worden gebruikt om het dieet aan te vullen. In de afgelopen decennia zijn verschillende ijzerverbindingen geïntroduceerd als voedselverrijkers voor de preventie van ijzertekort bij mensen, geselecteerd op basis van 2 fundamentele voorwaarden: (1) "de verbinding mag de organoleptische eigenschappen van het voedselvehikel niet veranderen" en ( 2) "het moet een hoge biologische beschikbaarheid hebben wanneer het als eindproduct wordt geconsumeerd". 44 We selecteerden 3 in de handel verkrijgbare ijzerverbindingen met bewezen biologische beschikbaarheid en verschillende complexe chemie die tot de meest worden gebruikt als ijzerversterkers en therapeutische ijzersupplementen: FS, FBG en FEDTA. 44, 45 Zoals weergegeven in figuur 2A, hadden muizen die de verschillende ijzerformuleringen met dezelfde ijzerconcentratie (dwz 50 mg ijzer/kg voer) kregen, vergelijkbare hoeveelheden luminaal ijzer, waardoor de mogelijkheid werd uitgesloten dat veranderingen in de darmmicrobiota samenstelling kan worden geïdentificeerd, kunnen ze worden toegeschreven aan veranderingen in de luminale ijzerconcentratie. Ondanks vergelijkbare luminale ijzerniveaus, laat de belangrijkste coördinatenanalyse echter zien dat de verschillende ijzerverbindingen resulteerden in significant verschillende clustering van microbiota-gemeenschappen (Adonis: P = 0,03 Afb. 2B). Het aantal OTU's en de Shannon-index (Fig. 2C) gaven aan dat de diversiteit van de darmmicrobiota niet significant werd beïnvloed door de verschillende ijzerverbindingen die in de voeding werden gebruikt.

Verschuivingen in de darmmicrobiële samenstelling aangedreven door verschillende ijzerformuleringen. A, Luminale ijzerniveaus bij muizen die diëten kregen met 50 mg ijzer/kg toegevoegd als ferrosulfaat (FS), ferrobisglycinaat (FBG) of ferri-ethyleendiaminetetra-azijnzuur (FEDTA). B-E, analyse van fecale microbiota-verschuivingen aangedreven door luminale ijzerniveaus beoordeeld door (B) Principal Coordinate Analysis (C) α-diversiteit (D) Phylum-niveau en (E) Microbiële samenstelling op soortniveau. Variantieanalyse: *P < 0,05 **P < 0,01 ***P < 0,001. N. s., niet significant. In (A), (B) en (E) geeft elk gegevenspunt een enkele muis aan, N = 5-8 muizen per groep.

Verschuivingen in de darmmicrobiële samenstelling aangedreven door verschillende ijzerformuleringen. A, Luminale ijzerniveaus bij muizen die diëten kregen met 50 mg ijzer/kg toegevoegd als ferrosulfaat (FS), ferrobisglycinaat (FBG) of ferri-ethyleendiaminetetra-azijnzuur (FEDTA). B-E, analyse van fecale microbiota-verschuivingen aangedreven door luminale ijzerniveaus beoordeeld door (B) Principal Coordinate Analysis (C) α-diversiteit (D) Phylum-niveau en (E) Microbiële samenstelling op soortniveau. Variantieanalyse: *P < 0,05 **P < 0,01 ***P < 0,001. N. s., niet significant. In (A), (B) en (E) geeft elk gegevenspunt een enkele muis aan, N = 5-8 muizen per groep.

Hoewel er op het niveau van de stam geen significante verschillen werden waargenomen (Fig. 2D) op het niveau van de soort (Fig. 2E), ontdekten we dat zowel FBG als FEDTA, in vergelijking met FS, de niveaus van Parabacteroïden sp. (stam) Bacteroidetes). Vergeleken met FS nam de abundantie van 2 soorten af ​​als reactie op FBG, namelijk de Firmicutes niet geclassificeerd Clostridiaceae en dehalobacterie sp. van de bestelling Clostridiales. Op zijn beurt verhoogde FEDTA de abundantie van 6 soorten: één van de phylum Proteobacteriën (Bilophila sp.), 3 Firmicutes (van de bestelling) bacillenStaphylococcus sciuri en niet geclassificeerd Lactobacillales en uit de bestelling ErysipelotrichiAllobaculum sp.), en een uit de phylum Actinobacteriën (Corynebacterium stationis). Omgekeerd is de overvloed van 3 Firmicutes: Lactococcus sp. van de bestelling Lactobacillales, net zoals Coprococcus sp. en Roseburia sp. van de bestelling Clostridiales significant afgenomen bij muizen die het FEDTA-dieet kregen (Fig. 2E).

Gebaseerd op gelijke niveaus van luminaal ijzer, tonen deze gegevens aan dat het type ijzerverbinding de samenstelling van de darmmicrobiota significant verandert. De geïdentificeerde verschuivingen in darmmicrobiota-gemeenschappen die worden aangedreven door verschillende ijzerformuleringen, verschillen echter aanzienlijk van de verschuivingen die worden veroorzaakt door variaties in luminale ijzerniveaus.

Luminale ijzerniveaus en verschillende ijzerformuleringen induceren veranderingen in de voorspelde functionele samenstelling van fecale microbiota-gemeenschappen

Om vervolgens te evalueren of door ijzer gemedieerde veranderingen in de overvloed aan bacteriële taxa gepaard gingen met functionele veranderingen, gebruikten we PICRUSt 46-analyse toegepast op de 16S rRNA-gensequentiegegevens. De PICRUST-resultaten werden vervolgens geanalyseerd met behulp van lineaire discriminantanalyse-effectgrootte om microbiële functies te identificeren die significant verschilden tussen groepen. Zoals weergegeven in figuur 3A, werden in totaal 9 differentieel overvloedige bacteriële functies waargenomen (α = 0,05, LDA-score >2.5) tussen muizen die het ijzerdeficiënte dieet kregen (5 mg FS/kg voer) en muizen die werden gevoerd het met ijzer aangevulde dieet (500 mg FS/kg voer). Het met ijzer aangevulde dieet verhoogde het aantal genen dat betrokken is bij membraantransport (transporters) en transcriptie (transcriptiefactoren), terwijl het het aantal genen verminderde die verband houden met het energiemetabolisme (koolstoffixatieroutes, oxidatieve fosforylering en energiemetabolisme), koolhydraatmetabolisme (citraatcyclus), chaperonnes (vouwen, sorteren en afbraak), en metabolisme van cofactoren en vitamines.

Afgeleide metagenomische functionele verschuivingen veroorzaakt door ijzerdoses en formuleringen. AC, Voorspelde metagenomische functionele verschuivingen zoals gemeten door lineaire discriminerende analyse (LDA) effectgrootte van KEGG-routes bij muizen die diëten kregen met: (A) 5 (lichtblauw) en 500 (donkerblauw) mg ijzer / kg in de vorm van ferrosulfaat (FS-blauw) (B) IJzerbisglycinaat (FBG-groen) en (C) IJzerethyleendiaminetetra-azijnzuur (FEDTA-rood). FBG and FEDTA diets had 50 mg iron/kg chow. D, Basic features of gene regulation by the iron-regulated bacterial transcription factor ferric uptake regulator (Fur) and functions known to be regulated by Fur. Background colors are used to group related KEGG pathways which overlap with those shown in (A–C). Apo-Fur devoid of iron can directly bind iron (Fe), originating Holo-Fur. Both may bind the Fur binding site (BS) present on the promoter of target genes and activate or inhibit the recruitment of RNA polymerase (Rp) to the Rp BS, thereby regulating the expression of the target gene. Arrows indicate activation and blunted lines represent inhibition.

Inferred metagenomic functional shifts triggered by iron doses and formulations. A–C, Predicted metagenomic functional shifts as measured by Linear discriminative analysis (LDA) effect size of KEGG pathways in mice that were fed diets containing: (A) 5 (light blue) and 500 (dark blue) mg of iron/kg in the form of ferrous sulfate (FS—blue) (B) Ferrous bisglycinate (FBG—green) and (C) Ferric ethylenediaminetetraacetic acid (FEDTA—red). FBG and FEDTA diets had 50 mg iron/kg chow. D, Basic features of gene regulation by the iron-regulated bacterial transcription factor ferric uptake regulator (Fur) and functions known to be regulated by Fur. Background colors are used to group related KEGG pathways which overlap with those shown in (A–C). Apo-Fur devoid of iron can directly bind iron (Fe), originating Holo-Fur. Both may bind the Fur binding site (BS) present on the promoter of target genes and activate or inhibit the recruitment of RNA polymerase (Rp) to the Rp BS, thereby regulating the expression of the target gene. Arrows indicate activation and blunted lines represent inhibition.

Regarding the effect of iron formulations, analysis of the metagenomes using PICRUSt showed that 5 metabolic pathways were modulated by FBG and 12 by FEDTA when compared with FS. Both compounds led to an increase in genes associated with cellular processes and signaling and a decrease in genes implicated in cell motility ( Fig. 3B, C). There was also an increase in genes that are associated with general functions or poorly characterized genes ( Fig. 3B, C). Overall, the affected metabolic pathways were similar for FBG and FEDTA diets and may therefore represent an effect of the FS diet itself.

Taken together, these data suggest that bacterial community shifts induced by luminal iron concentration reflect both abundance changes and functional changes because, in addition to significant changes in the abundance of particular bacterial taxa, we also found significant modulation of several KEGG pathways. However, distinct iron formulations seem to impact similar inferred metabolic pathways.

Dietary Iron Compounds Differently Impact the Severity of DSS-induced Colitis

Because IBD has been associated with gut dysbiosis, and oral iron supplementation may further affect disease activity, we next investigated the effects of iron supplementation on chemically induced colitis using the 3 different iron compounds, i.e., FS, FBG, and FEDTA. To this end, colitis was induced by adding DSS to the drinking water of mice that were fed the iron-sufficient diet with 50 mg iron/kg chow as ferrous sulfate (FS50), or the iron-supplemented diet with 500 mg iron/kg chow as ferrous sulfate (FS500), ferrous bisglycinate (FBG500), or ferric ethylenediaminetetraacetic acid (FEDTA500). As shown in Figure 4A, mice that were fed the diet supplemented with FBG500 had the best survival rates (100%), whereas survival in mice that were fed FEDTA500 was substantially lower (64%). Intermediate survival rates were registered in mice that were fed the FS-supplemented diet (FS50—71% and FS500—88%). Accordingly, body weight ( Fig. 4B) was also substantially lower in mice receiving FEDTA500 (19% body loss) and FS50 (20% body loss), with FBG500 causing the least body lost (9% body loss), followed by FS500 (13% body loss). In addition, mucosal cell infiltration assessed in colonic samples, indicating heightened inflammation, was significantly higher in FEDTA500 and FS50 fed mice compared with FS500 or FBG500 ( Fig. 4C). Finally, mice that were fed the FEDTA500 supplemented diet developed splenomegaly, which was not observed in the other mouse groups ( Fig. 4D). These data indicate that, overall, FEDTA500 had the most negative impact on colitis, whereas FBG500 seems to exert a protective effect. The interpretation that FEDTA aggravated the colitis is further substantiated by the finding that mice in the FEDTA500 group that did not survive acute colitis had significantly shortened colon length compared with the surviving mice, indicating that mice died from the DSS-induced colitis as opposed to potential toxic effects ( Fig. 4E).

Dietary iron doses and formulations affect the severity of DSS-induced colitis. A, Survival. B, Body weight. C, Inflammation score. D, Spleen weight in mice that were fed diets containing 50 mg of iron/kg as ferrous sulfate (FS—light blue), 500 mg of iron/kg FS (dark blue), ferrous bisglycinate (FBG—green), and ferric ethylenediaminetetraacetic acid (FEDTA—red). Filled symbols in (D) represent surviving mice and empty symbols represent nonsurviving mice. E, Colon size of surviving (filled symbols) and nonsurviving (empty symbols) mice that were fed the diet supplemented with 500 mg of FEDTA/kg chow. In (D) and (E), each data point indicates a single mouse, N = 12 to 24 mice per group, and the horizontal dashed line indicates values measured in control, DSS-untreated mice. F–G, Rescue of mice that were fed 500 mg of the FEDTA/kg chow diet by streptomycin (Strp) treatment. F, Survival. G, Body weight. Analysis of variance: *P < 0.05 **P < 0,01 ***P < 0.001 †P < 0.05 ††P < 0.01 (compared with 50 and 500 mg of iron/kg chow in the form of FS). ¥¥P < 0.01 ¥¥¥P < 0.001 (compared with FEDTA and FEDTA-Strp).

Dietary iron doses and formulations affect the severity of DSS-induced colitis. A, Survival. B, Body weight. C, Inflammation score. D, Spleen weight in mice that were fed diets containing 50 mg of iron/kg as ferrous sulfate (FS—light blue), 500 mg of iron/kg FS (dark blue), ferrous bisglycinate (FBG—green), and ferric ethylenediaminetetraacetic acid (FEDTA—red). Filled symbols in (D) represent surviving mice and empty symbols represent nonsurviving mice. E, Colon size of surviving (filled symbols) and nonsurviving (empty symbols) mice that were fed the diet supplemented with 500 mg of FEDTA/kg chow. In (D) and (E), each data point indicates a single mouse, N = 12 to 24 mice per group, and the horizontal dashed line indicates values measured in control, DSS-untreated mice. F–G, Rescue of mice that were fed 500 mg of the FEDTA/kg chow diet by streptomycin (Strp) treatment. F, Survival. G, Body weight. Analysis of variance: *P < 0.05 **P < 0,01 ***P < 0.001 †P < 0.05 ††P < 0.01 (compared with 50 and 500 mg of iron/kg chow in the form of FS). ¥¥P < 0.01 ¥¥¥P < 0.001 (compared with FEDTA and FEDTA-Strp).

To further establish a link between the worsening of colitis and gut microbiota in mice receiving the FEDTA-supplemented diet, we cotreated mice with streptomycin, a broad-spectrum antibiotic that targets both gram-positive and gram-negative bacteria. This antibiotic, but not vancomycin, neomycin, or penicillin, has been shown by others to reduce colitis in mice treated with DSS, 37 presumably by killing specific bacterial species that contribute to DSS-induced colitis. Therefore, we treated mice that received the FEDTA-supplemented diet with the antibiotic streptomycin during the DSS treatment. As shown in Figure 4F, streptomycin treatment was able to rescue the mice by increasing survival rates to 100%, compared with a 64% survival rate in mice that did not receive antibiotic treatment. Likewise, body weight losses were significantly attenuated in mice receiving streptomycin with both FS- and FEDTA-supplemented diets ( Fig. 4G). These results reinforce the notion that FEDTA affects the outcomes of colitis through microbiota changes as opposed to unspecific toxic effects, in which case mice would have not been rescued by the antibiotic treatment.

Altogether, results from Figure 4 indicate that FEDTA presence in the diet may negatively affect the severity of DSS-induced colitis in mice, most likely through modulation of the microbiota. In contrast, FBG500 and FS500 had a protective effect compared with FS50, suggesting that iron supplementation may actually have a protective role in colitis.

The Probiotic E coli Nissle 1917 Requires Iron to Protect Mice from Colitis

The probiotic bacteria EcN has been shown to outcompete pathogenic bacteria such as Salmonella by limiting iron availability and thus limiting their growth. 47 Hence, we next examined the potential use of EcN in combination with iron supplementation in decreasing intestinal inflammation.

To this end, mice were kept on the iron-sufficient diet (FS50) or iron-supplemented diet (FS500) and received 10 9 CFUs of EcN or saline twice, before and at the beginning of the DSS treatment. As shown in Figure 5A, survival rates were lowest when mice were fed the iron-sufficient diet (FS50—80%) compared with mice that were fed any of the other diets with or without EcN treatment (100% survival rate). Overall, mice receiving a combination of iron-supplemented diet (FS500) and EcN were the most protected from colitis, as judged by changes in body weight ( Fig. 5B), colon size ( Fig. 5C), inflammation score ( Fig. 5D), and mRNA levels of the inflammatory marker Lcn2 ( Fig. 5E). Again, iron supplementation did not result in aggravation of colitis, recapitulating the results from the previous experiments. The most surprising result was the absence of any protective effect in mice receiving EcN when mice were fed the iron-sufficient as opposed to the iron-supplemented diet. To investigate if this was related to the ability of EcN to grow in an iron sufficient versus iron rich environment, we quantified EcN DNA levels in fecal samples. As shown in Figure 5F, this was not the case, as the quantity of amplified EcN DNA was similar in feces samples collected from both mice that were fed the FS50 and FS500 diets.

The beneficial effect of the probiotic Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) in DSS-induced colitis depends on the levels of luminal iron. All mice received DSS in drinking water while fed diets supplemented with 50 mg (light blue) and 500 mg (dark blue) of FS/kg chow-supplemented diet and were gavaged with PBS (controls—light and dark blue) and EcN (light and dark green). A, Survival. B, Body weight. C, Colon size. D, Inflammation score. E, Colon lipocalin 2 (Lcn2) mRNA levels. The horizontal dashed line indicates values measured in control, DSS-untreated mice. F, Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) DNA levels. Analysis of variance: *P < 0.05 **P < 0,01 ***P < 0,001. ¥P < 0.05 (500 mg iron/kg chow + EcN compared with 50 mg of iron/kg chow + PBS). N. s., not significant. In (C) and (E), each data point indicates a single mouse, N = 8 to 10 mice per group.

The beneficial effect of the probiotic Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) in DSS-induced colitis depends on the levels of luminal iron. All mice received DSS in drinking water while fed diets supplemented with 50 mg (light blue) and 500 mg (dark blue) of FS/kg chow-supplemented diet and were gavaged with PBS (controls—light and dark blue) and EcN (light and dark green). A, Survival. B, Body weight. C, Colon size. D, Inflammation score. E, Colon lipocalin 2 (Lcn2) mRNA levels. The horizontal dashed line indicates values measured in control, DSS-untreated mice. F, Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) DNA levels. Analysis of variance: *P < 0.05 **P < 0,01 ***P < 0,001. ¥P < 0.05 (500 mg iron/kg chow + EcN compared with 50 mg of iron/kg chow + PBS). N. s., not significant. In (C) and (E), each data point indicates a single mouse, N = 8 to 10 mice per group.

These data suggest that the protective effect of EcN in colitis depends on the levels of luminal iron, as EcN provided to mice that were fed the FS50 diet seemed to have no significant effect on protecting mice from DSS-induced colitis, contrasting with the clearly protective effect achieved using the FS500 eetpatroon.


Auteurs informatie

Tzu-Wei Yang, Wei-Hsiang Lee and Chien-Ning Huang contributed equally.

Voorkeuren

Division of Gastroenterology and Hepatology, Department of Internal Medicine, Chung Shan Medical University Hospital, Taichung, 402, Taiwan

Tzu-Wei Yang, Ming-Chang Tsai, Chi-Chih Wang, Hsuan-Yi Chen & Chun-Che Lin

School of Medicine, Chung Shan Medical University, Taichung, 402, Taiwan

Tzu-Wei Yang, Ming-Chang Tsai, Chi-Chih Wang, Hsuan-Yi Chen, Chi-Chou Huang, Kwo-Chang Ueng, Chien-Ning Huang & Chun-Che Lin

Institute and Department of Biological Science and Technology, College of Biological Science and Technology, National Chiao Tung University, Hsinchu, 300, Taiwan

Tzu-Wei Yang, Wei-Hsiang Lee, Wei-Chih Huang, Ting-Hsuan Sun, Tzu-Ling Yang, Hsin-Tzu Huang, Chih-Hung Chou, Shinn-Ying Ho, Wen-Liang Chen, Hsien-Da Huang & Yuh-Jyh Jong

Institute of Bioinformatics and Systems Biology, College of Biological Science and Technology, National Chiao Tung University, Hsinchu, 300, Taiwan

Wei-Hsiang Lee, Siang-Jyun Tu, Wei-Chih Huang, Hui-Mei Chen, Yu-Pao Chou, Chih-Hung Chou, Ya-Rong Huang, Yi-Run Sun, Chao Liang, Feng-Mao Lin, Shinn-Ying Ho & Hsien-Da Huang

Department of Medical Research, Chung Shan Medical University Hospital, Taichung, 402, Taiwan

Wei-Hsiang Lee, Wei-Chih Huang, Shun-Fa Yang & Kwo-Chang Ueng

Institute of Medicine, Chung Shan Medical University, Taichung, 402, Taiwan

Ming-Chang Tsai, Chi-Chih Wang, Bei-Hao Shiu & Shun-Fa Yang

Division of Colon and Rectum, Department of Surgery, Chung Shan Medical University Hospital, Taichung, 402, Taiwan

Chi-Chou Huang & Bei-Hao Shiu

Division of Endocrinology and Metabolism, Department of Internal Medicine, Chung Shan Medical University Hospital, Taichung, 402, Taiwan

Graduate Institute of Clinical Medicine, College of Medicine, Kaohsiung Medical University, Kaohsiung, 807, Taiwan

Departments of Pediatrics and Laboratory Medicine, Kaohsiung Medical University Hospital, Kaohsiung Medical University, Kaohsiung, 807, Taiwan

Institute of Molecular Medicine and Bioengineering, College of Biological Science and Technology, National Chiao Tung University, Hsinchu, 300, Taiwan

Warshel Institute For Computational Biology, The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen, 518172, Longgang District, Shenzhen, China

School of Life and Health Sciences, The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen, 518172, Longgang District, Shenzhen, China

School of Sciences and Engineering, The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen, 518172, Longgang District, Shenzhen, China


Bekijk de video: 1. Coloscopie onderzoek - De voorbereiding (December 2021).