간에서 장으로의 담즙산 흐름 장애로 미생물군집 발견

npj Biofilms and Microbiome 9권, 기사 번호: 35(2023) 이 기사 인용

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현재, 장 생태계의 변화가 간 질환의 발병에 기여한다는 증거가 있지만, 관련된 복잡한 메커니즘은 아직 명확하지 않습니다. 우리는 담관 폐쇄의 표현형을 반영하는 담관 결찰(BDL)을 통해 생쥐에서 담즙 정체를 유도하여 담즙산의 장으로의 흐름 장애로 인한 장내 미생물 변화가 어떻게 간 질환의 발병 및 진행에 기여하는지 이해했습니다. 우리는 BDL을 받은 마우스와 가짜 수술(ShamOP)을 받은 대조군을 사용하여 세로 대변, 심장 및 간 샘플링을 수행했습니다. 수술 전과 수술 후 1일, 3일, 7일째에 채취한 대변 샘플을 사용하여 Shotgun 메타게놈 프로파일링을 수행하고, 간 담즙산 프로파일뿐만 아니라 심장 혈액의 사이토카인 및 임상 화학 프로파일을 측정했습니다. BDL 수술은 생쥐의 미생물군집을 재구성하여 ShamOP에 비해 매우 뚜렷한 특성을 나타냈습니다. 미생물군유전체 경로와 EC에 대한 우리의 분석에 따르면 BDL은 염증성 사이토카인(IL-6, IL-23, MCP- 1). 이러한 간 보호 화합물을 생산하는 장내 미생물총의 기능적 잠재력 감소는 Anaerotruncus, Blautia, Eubacterium 및 Lachnoclostridium 속의 유익한 박테리아 종의 감소뿐만 아니라 질병 관련 박테리아(예: 대장균 및 대장균)의 증가와 관련이 있습니다. Entercoccus faecalis. 우리의 연구 결과는 간 질환에 대한 잠재적인 치료 전략이 될 수 있는 장내 미생물군집-담즙산-간 삼각형에 대한 지식을 발전시켰습니다.

전 세계적으로 간 질환(LD)은 연간 200만 명 이상의 사망자, 즉 전체 사망자의 3.5%를 차지하며, 인구 노령화에서 더욱 널리 퍼지고 있습니다1,2. LD의 복잡한 병인은 비만, 고령, 과도한 음주 등 여러 상호 연결된 위험 요소를 포함합니다3. 비알코올성 지방간 질환(NAFLD)은 전 세계 인구의 최대 25%에 영향을 미치는 가장 흔한 만성 간 질환입니다4. 이는 대사 장애, 장내 미생물 변화, 면역 조절 장애와 관련된 복잡한 질병입니다5,6,7. 숙주의 대사, 장내 미생물군 및 면역체계를 표적으로 하는 NAFLD에 대한 다양한 치료 접근법이 탐구되었습니다8. 그러나 질병에서 이러한 요인들의 복잡한 상호작용으로 인해 이러한 요소를 조사하려면 통합적인 접근 방식이 필요합니다.

장내 미생물군이 다양한 방식으로 NAFLD 발병에 영향을 미친다는 증거가 늘어나고 있습니다. 장 장벽 파괴, 세균 전이 및 간의 염증 반응은 장내 미생물이 NAFLD 및 비알코올성 지방간염(NASH)9에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지에 대해 제안된 몇 가지 잠재적인 메커니즘입니다. 또한, NAFLD 및 NASH 환자는 건강한 개인보다 혈청 1차 및 2차 담즙산(BA)이 유의하게 더 높았습니다. BA는 간 질환에서 중요한 대사산물입니다. 2차 BA 대사 조절은 장내 미생물군에 의해 수행되는 알려진 기능 중 하나입니다. 이차 BA 생산의 증가는 타우린 및 글리신 대사 박테리아의 증가와 관련이 있습니다12,13. 따라서 이차 BA의 증가는 NAFLD를 악화시킬 수 있습니다.

그럼에도 불구하고 미생물총은 2차 BA를 통해 파네소이드 X 수용체(FXR)를 조절하는 것으로 보고되었습니다. FXR은 항염증제 역할을 하며 담즙정체, NAFLD 및 NASH와 관련된 간 염증을 예방합니다. 이는 2차 BA인 리토콜산과 데옥시콜산15,16,17에 의해 활성화될 수 있으며, 이는 2차 BA가 NAFLD 진행에 대한 보호 역할도 한다는 것을 시사합니다.

0.05). Bray–Curtis distances were calculated to compare the beta diversity between and within groups. The beta diversity at the genus and species level between BDL and ShamOP at baseline had no significant difference (PERMANOVA, P-value > 0.05). However, it was significantly different when comparing the two mice groups on day 1, day 3, and day 7 (except for genus level, which did not reach statistical significance on day 3) (Supplementary Table 2, PERMANOVA, P-value < 0.05). Notably, significant differences were detected at both genus and species levels when comparing BDL-day 0 vs. BDL-day 1 and ShamOP-day 0 vs. ShamOP-day 1, suggesting abdominal incision would promote changes in the microbiota, regardless of the manipulation of the biliary system. Both genus and species composition continued to change significantly on day 3 and day 7 in BDL mice (PERMANOVA, P < 0.05) but not in the ShamOP mice (PERMANOVA, P-value > 0.05) (Fig. 2a, b)./p> 0.05). Even though in the BDL mice, the taxonomy composition continued to change significantly from day 3 to day 7 (Fig. 2a, b), the community functional profile did not follow (Supplementary Table 5, PERMANOVA, P-value > 0.05)./p>90% coverage and 95% identity. We then performed pairwise comparisons of paired-end reads to eliminate potential PCR duplicates, using the criterion of 25 bp that consecutively matched from both ends of the forward and reverse reads. Finally, we trimmed any low-quality terminal regions in each read, defined as consecutive bases with a Phred quality score of <2070./p>