Curdlan previne deficitele cognitive induse de o dietă bogată în grăsimi la șoareci prin axa intestinală
Xiaoying Yang
1 Laboratorul cheie Jiangsu de imunitate și metabolizare, Departamentul de biologie patogenă și imunologie, Universitatea medicală Xuzhou, Xuzhou, China
Mingxuan Zheng
1 Laboratorul cheie Jiangsu de imunitate și metabolizare, Departamentul de biologie patogenă și imunologie, Universitatea medicală Xuzhou, Xuzhou, China
Shanshan Hao
1 Laboratorul cheie Jiangsu de imunitate și metabolizare, Departamentul de biologie patogenă și imunologie, Universitatea medicală Xuzhou, Xuzhou, China
Hongli Shi
1 Laboratorul cheie Jiangsu de imunitate și metabolizare, Departamentul de biologie patogenă și imunologie, Universitatea medicală Xuzhou, Xuzhou, China
Danhong Lin
1 Laboratorul cheie Jiangsu de imunitate și metabolizare, Departamentul de biologie patogenă și imunologie, Universitatea medicală Xuzhou, Xuzhou, China
Xi Chen
2 Institutul de cercetare medicală și sănătate Illawarra (IHMRI), Școala de Medicină, Universitatea din Wollongong, Wollongong, NSW, Australia
Alec Becvarovski
2 Institutul de cercetare medicală și sănătate Illawarra (IHMRI), Școala de Medicină, Universitatea din Wollongong, Wollongong, NSW, Australia
Wei Pan
1 Laboratorul cheie Jiangsu de imunitate și metabolizare, Departamentul de biologie patogenă și imunologie, Universitatea medicală Xuzhou, Xuzhou, China
Peng Zhang
1 Laboratorul cheie Jiangsu de imunitate și metabolizare, Departamentul de biologie patogenă și imunologie, Universitatea medicală Xuzhou, Xuzhou, China
Minmin Hu
1 Laboratorul cheie Jiangsu de imunitate și metabolizare, Departamentul de biologie patogenă și imunologie, Universitatea medicală Xuzhou, Xuzhou, China
Xu-Feng Huang
2 Institutul de cercetare medicală și sănătate Illawarra (IHMRI), Școala de Medicină, Universitatea din Wollongong, Wollongong, NSW, Australia
Kuiyang Zheng
1 Laboratorul cheie Jiangsu de imunitate și metabolizare, Departamentul de biologie patogenă și imunologie, Universitatea medicală Xuzhou, Xuzhou, China
Yinghua Yu
1 Laboratorul cheie Jiangsu de imunitate și metabolizare, Departamentul de biologie patogenă și imunologie, Universitatea medicală Xuzhou, Xuzhou, China
Date asociate
Toate seturile de date generate pentru acest studiu sunt incluse în articol/Material suplimentar.
Abstract
Introducere
Obezitatea, o problemă majoră de sănătate la nivel mondial, nu este numai strâns asociată cu diabetul zaharat de tip 2, bolile cardiovasculare, cancerul, depresia și alte boli cronice, ci este, de asemenea, un factor de risc pentru bolile neurodegenerative, cum ar fi boala Alzheimer (AD) și demența vasculară. (Fruh, 2017; O'Brien și colab., 2017). Neuroinflamarea este un semn distinctiv al bolilor neurodegenerative asociate cu o dietă bogată în grăsimi (HF) (Francis și Stevenson, 2013; Subhramanyam și colab., 2019). Microbiota intestinală joacă un rol important în funcția și comportamentele creierului prin axa intestin-creier, în timp ce disbioza microbiotei este crucială în neuroinflamarea și afectarea cognitivă (Erny și colab., 2015; Sharon și colab., 2016). De exemplu, dezvoltarea creierului este anormală atunci când microbiota intestinală este absentă la animalele fără germeni (Gareau și colab., 2011; Clarke și colab., 2013). Cercetări anterioare în rozătoare fără germeni și tratate cu antibiotice, fără agenți patogeni, au arătat că disbioza microbiotei intestinale influențează negativ neurogeneza hipocampului și dezvoltarea creierului prin activarea microgliei (Erny și colab., 2015; Sharon și colab., 2016). Prin urmare, o disbioză a microbiotei intestinale este evident un factor cheie de inițiere a neuroinflamării și a disfuncției neuronale ulterioare (Frohlich și colab., 2016; Rogers și colab., 2016; Sharon și colab., 2016).
În studiul de față, a fost utilizat un model de șoarece dietetic HF pentru a induce tulburări cognitive și, ulterior, pentru a evalua efectele suplimentării dietetice cu curdlan asupra diferiților parametri, inclusiv compoziția microbiotei intestinale, grosimea mucusului colonic și proteina de joncțiune strânsă și nivelul endotoxinei serice (LPS). . În plus, eficacitatea pro-cognitivă a curdlanului în acest model a fost evaluată prin examinarea neuroinflamării, a nivelurilor de proteine sinaptice și a ultrastructurii cortexului prefrontal (PFC) și a hipocampului, care sunt două domenii cheie implicate în cunoaștere. Prezentul studiu oferă primele dovezi că suplimentarea dietetică cu curdlan poate ameliora disbioza intestinală și proteja împotriva afectării cognitive în obezitatea indusă de dietă, prin axa intestin-creier.
Materiale și metode
Animale și tratament
Bună analiză a microbiotei
ADN-ul a fost extras din conținutul cecal și secvențierea ARNr 16S a fost efectuată așa cum s-a descris anterior (Sun și colab., 2019). ADN-ul genomic din conținutul cecal a fost extras utilizând trusa de ADN HiPure pentru scaun (Magen, Beijing, China). Regiunea V4 a genelor ARNr 16S au fost amplificate și secvențiate pe platforma Illumina Miseq 2500 (Shanghai Majorbio Biopharm Technology Co., Ltd., Shanghai, China). Unitățile operaționale taxonomice (OTU) și taxonomia fiecărei secvențe de gene 16S rRNA au fost analizate după cum sa raportat anterior (Zhang și colab., 2019).
Determinarea LPS
Concentrația serică a LPS a fost determinată folosind un kit cromogen de punct final TAL (Xiamen Bioendo Technology Co., Ltd., Xiamen, China). Absorbanța a fost măsurată la 545 nm folosind un spectrofotometru (Asuragen ClinBio128, Statele Unite), cu concentrații măsurabile cuprinse între 0,1 și 1,0 EU/ml. Toate probele pentru măsurătorile LPS au fost efectuate în duplicat.