Frontierele Proteinele de vită, pui și soia din diete induc diferite microbiote intestinale și metaboliți

Microbiologie alimentară

Editat de
Javier Carballo

Universitatea din Vigo, Spania

Revizuite de
Maria D. Serradell

Consiliul Național pentru Investiții și Investiții Tehnice (CONICET), Argentina

Jinshui Zheng

Universitatea Agricolă Huazhong, China

Afilierile editorului și ale recenzenților sunt cele mai recente oferite în profilurile lor de cercetare Loop și este posibil să nu reflecte situația lor în momentul examinării.

soia

  • Descărcați articolul
    • Descărcați PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Suplimentar
      Material
  • Citarea exportului
    • Notă finală
    • Manager de referință
    • Fișier TEXT simplu
    • BibTex
DISTRIBUIE PE

Cercetare originală ARTICOL

  • Laborator cheie de prelucrare a cărnii și control al calității, MOE, Laborator cheie de prelucrare a cărnii, MOA, Centrul de inovare colaborativă Jiangsu pentru producția, procesarea și controlul calității cărnii, Universitatea agricolă din Nanjing, Nanjing, China

Introducere

În ultimii ani, s-a sugerat că aportul excesiv de carne și produse din carne este asociat cu unele tulburări metabolice (Tilman și Clark, 2014). Mai precis, compușii N-nitro și aminele heterociclice, care s-au format în timpul gătirii cărnii roșii la temperaturi ridicate, ar putea fi factori critici pentru un risc crescut de mortalitate prin cancer colorectal (Pan și colab., 2012; Bastide și colab., 2015) . Cu toate acestea, este faptul că carnea are multe funcții biologice în ceea ce privește nutrienții foarte biodisponibili, inclusiv aminoacizii esențiali, fierul hemic și vitaminele (Pereira și Vicente, 2013).

Alimentația este un factor major care poate modela microbiota intestinală (Subramanian și colab., 2014). S-a demonstrat că tractul gastro-intestinal și bacteriile rezidente joacă un rol crucial în extragerea și metabolizarea ingredientelor dietetice (Muegge și colab., 2011; Tyakht și colab., 2012; Tang și colab., 2013). Există aproximativ 12-18 g de proteine ​​care intră în colonul uman în fiecare zi, constând din proteine ​​dietetice reziduale și enzime endogene secretate în intestinul subțire (Scott și colab., 2013). Aproximativ 10% din proteinele ingerate pot ajunge la colon, care depinde de tipul și cantitatea de proteine ​​consumate (Cummings, 1997). Proteinele dietetice reziduale și enzimele endogene sunt principala sursă de azot pentru creșterea microbiotei intestinale (Cummings și MacFarlane, 1991). Aminoacizii ar deveni o sursă de energie în colonul distal (Hamer și colab., 2012). Studii recente au indicat că metaboliții derivați din microbiota intestinală pot avea un anumit impact asupra sănătății gazdei, de exemplu, acizii grași cu lanț scurt, în special butiratul, pot fi serviți ca energie pentru țesuturile gazdei (Flint și colab., 2015). Pe de altă parte, lipopolizaharida (LPS), o endotoxină, poate intra în circulație și poate fi legată de proteina de legare a lipopolizaharidelor (LBP) în ficat (Weiss, 2003; Zhao, 2013). Complexul LPS-LBP se leagă în continuare de receptorul CD14, care mediază activarea macrofagelor pentru a produce citokine inflamatorii (Lukkari și colab., 1999).

Materiale și metode

Animale și eșantioane

Șobolani Sprague-Dawley masculi de patru săptămâni (117 ± 10 g) au fost achiziționați de la Zhejiang Experimental Animal Center (Zhejiang, China, SCXK9 2008-00) și adăpostiți într-un centru specific pentru animale fără patogeni (SYXK 2011-0037) . După 7 zile de aclimatizare (sursă de proteine: cazeină), șobolanii au fost repartizați aleatoriu la patru diete formulate cu cazeină și proteine ​​din carne de vită, pui și soia ( = 8 fiecare grup). Caseina este singura proteină din dietele standard de șobolani recomandate de Institutul American de Nutriție și, prin urmare, stabilim grupa cazeinei ca martor. Dietele formulate au fost preparate așa cum s-a descris anterior (Zhu și colab., 2015). Animalele au fost întreținute individual în cuști ventilate din plastic și li s-a administrat apă și diete ad libitum într-o cameră controlată de temperatură și umiditate (20,0 ± 0,5 ° C, 60 ± 10%) cu un ciclu de lumină/întuneric de 12 ore. Protocolul experimental care implică animale a fost revizuit și aprobat de Comitetul Etic al Centrului Experimental pentru Animale al Universității Agricole din Nanjing. Toate experimentele au fost efectuate în conformitate cu liniile directoare și reglementările relevante ale Comitetului etic al Centrului pentru animale experimentale din Universitatea Agricolă din Nanjing.

După hrănirea de 90 de zile, toți șobolanii au fost sacrificați după 4 ore de post. Conținutul colonic distal a fost colectat și transferat în două tuburi eppendorf, apoi înghețat imediat în azot lichid și depozitat la -80 ° C pentru analize metabolomice și microbiote.

Microbiotă și analiză metabolomică

Analiza microbiotei a fost trimisă la studiul nostru anterior (Zhu și colab., 2015). Pe scurt, conținutul de cecal a fost colectat, înghețat în azot lichid și depozitat la -80 ° C înainte de a fi analizat. ADN-ul a fost extras din fiecare probă folosind QIAamp DNA Stool Mini Kit (Nr. 51504, Qiagen, Germania) conform protocolului producătorului. Gena ARN ribozomal 16S (ARNr) din conținutul cecal a fost amplificată cu primeri universali: F515 (5'-GTGCCAGCMGCCGCGG-3 ') și R907 (5'-CCGTCAATTCMTTTRAGTTT-3'). Regiunea hipervariabilă V4-V5 care este universală pentru aproape toți taxonii bacterieni a fost aplicată pentru amplificare. Ampliconii purificați au fost secvențați pe platforma MiSeq (Illumina, San Diego, California, SUA) conform protocoalelor standard dintr-o companie comercială (Shanghai Majorbio Bio-Pharm Technology Co., Ltd, Shanghai, China).

Analiza mRNA bazată pe reacția în lanț a transcriptazei-polimerazei (RT-PCR)

O analiză semicantitativă RT-PCR a fost utilizată pentru a estima nivelurile de ARNm de LBP și CD14 în probele de ficat. ARN-ul total a fost izolat din probe de ficat folosind TaKaRa MiniBEST Kit de extracție a ARN-ului universal (TaKaRa, Japonia) conform protocolului producătorului. ARN-ul total a fost cuantificat printr-un spectrofotometru NanoDrop ND-2000 (NanoDrop Technologies, Delaware, SUA) la 260/230 și 260/280 nm. Apoi 400 ng ARN a fost transcris invers în 10 μL ADNc folosind PrimeScript ™ RT Master Mix (TaKaRa, Japonia) și Peltier Thermal Cycler 200 (MJ Research, Watertown, MA, SUA). ADNc a fost dizolvat în apă fără RNază și depozitat la -20 ° C.

Reacțiile qRT-PCR în doi pași au fost efectuate în triplicat pe plăci cu 96 de godeuri utilizând un sistem PCR în timp real 7500 (Applied Biosysytems, Foster, CA) cu SYBR® Premix Ex TaqTM (TaKaRa, Ostu, Japonia). LBP (Lukkari și colab., 1999), CD14 (Järveläinen și colab., 1997) și secvențele primer-β-actină au fost sintetizate de Sangon Biotech (Shanghai, China). Aceste secvențe de exemplu au fost enumerate în Tabelul 1. Concentrațiile de șablon și primeri, eficiența și consistența amplificării LBP, CD14 și β-actină au fost evaluate printr-o curbă standard relativă prin diluarea eșalonului (1: 1-1: 625). Soluția de reacție (20 μL) conține 10 μL SYBR ® Premix Ex Taq, 0,4 μL primer primer PCR (10 μM) și 0,4 μL primer de rezervă PCR (10 μM), 0,4 colorant de referință ROX II, 2 μL ADNc și 6,8 μL dH2O. Condițiile de ciclism au fost următoarele: 30 s pentru denaturare la 95 ° C, 40 cicluri de 5 s la 95 ° C și 34 s la 60 ° C pentru denaturare, urmate de alternanțe triple între 95 și 60 ° C pentru analiza curbei de topire pentru a verifica specificul unei singure amplificări. Modificările ori ale expresiei LBP și CD14 au fost calculate prin metoda 2-Ct normalizată la β-actină, stabilind grupa de proteine ​​din soia ca martor.