Asîda propîyonîk (PPA), ajanek dijî-fungî û lêzêdekerek xwarinê ya hevpar, hatiye nîşandan ku dibe sedema pêşkeftina neasayî ya mejî di mişkan de ku bi bêserûberiya gastrointestinal re tê, ku dibe ku ji ber dîsbiyoza rûvî çêbibe. Girêdanek di navbera têkiliya bi PPA ya xwarinê û dîsbiyoza mîkrobiotaya rûvî de hatiye pêşniyar kirin, lê rasterast nehatiye lêkolîn kirin. Li vir, me guhertinên têkildarî PPA di pêkhateya mîkrobiotaya rûvî de lêkolîn kir ku dibe ku bibe sedema dîsbiyozê. Mîkrobiomên rûvî yên mişkên ku bi parêzek bê derman (n=9) û parêzek dewlemendkirî ya PPA (n=13) hatine xwedîkirin, bi karanîna rêzkirina metagenomîk a dûr-dirêj hatin rêzkirin da ku cûdahiyên di pêkhateya mîkrobî û rêyên metabolîk ên bakteriyan de werin nirxandin. PPA ya xwarinê bi zêdebûna pirbûna taksonên girîng ve girêdayî bû, di nav de çend cureyên Bacteroides, Prevotella, û Ruminococcus, ku endamên wan berê di hilberîna PPA de beşdar bûne. Mîkrobiomên mişkên ku bi PPA-yê re rûbirû bûne jî rêyên bêtir ên têkildarî metabolîzma lîpîd û bîyosenteza hormona steroîd hebûn. Encamên me nîşan didin ku PPA dikare mîkrobiotaya rûvî û rêyên metabolîk ên têkildar biguhezîne. Ev guhertinên çavdêrîkirî destnîşan dikin ku parêzvanên ku wekî ewle ji bo vexwarinê têne dabeş kirin dikarin bandorê li ser pêkhateya mîkrobiotaya rûvî û di encamê de li ser tenduristiya mirovan bikin. Di nav wan de, P, G an S li gorî asta dabeşkirinê ya ku tê analîzkirin têne hilbijartin. Ji bo kêmkirina bandora dabeşkirinên erênî yên derewîn, asta herî kêm a pirbûna nisbî ya 1e-4 (1/10,000 xwendin) hate pejirandin. Berî analîza îstatîstîkî, pirbûna nisbî ya ku ji hêla Bracken ve hatî ragihandin (fraction_total_reads) bi karanîna veguherîna rêjeya logarîtmaya navendî (CLR) hatin veguheztin (Aitchison, 1982). Rêbaza CLR ji bo veguherîna daneyan hate hilbijartin ji ber ku ew neguherbar e li gorî pîvanê û ji bo setên daneyan ên ne-kêm têr e (Gloor et al., 2017). Veguheztina CLR logarîtma xwezayî bikar tîne. Daneyên hejmartinê yên ku ji hêla Bracken ve hatine ragihandin bi karanîna îfadeya logarîtmaya nisbî (RLE) hatin normalîzekirin (Anders û Huber, 2010). Hejmar bi karanîna tevlîheviyek ji matplotlib v. 3.7.1, seaborn v. 3.7.2 û logarîtmên rêzdar hatin çêkirin (Gloor et al., 2017). 0.12.2 û stantanotasyonên v. 0.5.0 (Hunter, 2007; Waskom, 2021; Charlier et al., 2022). Rêjeya Bacillus/Bacteroidetes ji bo her nimûneyê bi karanîna hejmartinên bakteriyan ên normalîzekirî hate hesabkirin. Nirxên ku di tabloyan de hatine ragihandin heta 4 reqemên dehekî têne dorpêçkirin. Îndeksa cihêrengiya Simpson bi karanîna skrîptê alpha_diversity.py ku di pakêta KrakenTools v. 1.2 de hatî peyda kirin hate hesabkirin (Lu et al., 2022). Rapora Bracken di skrîptê de hatî peyda kirin û îndeksa Simpson "Si" ji bo parametreya -an hatî peyda kirin. Cûdahiyên girîng di pirbûnê de wekî cûdahiyên CLR yên navînî ≥ 1 an ≤ -1 hatin pênase kirin. Cûdahiyek CLR ya navînî ya ±1 zêdebûnek 2.7 qat di pirbûna celebek nimûneyê de nîşan dide. Nîşana (+/-) nîşan dide ka takson di nimûneya PPA û nimûneya kontrolê de, bi rêzê ve, pirtir e. Girîngiya wê bi karanîna testa Mann-Whitney U hate destnîşankirin (Virtanen et al., 2020). Statsmodels v. 0.14 (Benjamini û Hochberg, 1995; Seabold û Perktold, 2010) hate bikar anîn, û prosedûra Benjamini-Hochberg ji bo rastkirina ceribandinên pirjimar hate sepandin. Nirxek p-ya sererastkirî ≤ 0.05 wekî eşik ji bo destnîşankirina girîngiya îstatîstîkî hate bikar anîn.
Mîkrobioma mirovan pir caran wekî "organa dawîn a laş" tê binavkirin û di tenduristiya mirovan de roleke girîng dilîze (Baquero û Nombela, 2012). Bi taybetî, mîkrobioma rûvî bi bandora xwe ya li seranserê pergalê û rola xwe di gelek fonksiyonên bingehîn de tê nasîn. Bakteriyên komensal di rûvî de pir in, gelek nîşên ekolojîk dagir dikin, xurekan bikar tînin, û bi patojenên potansiyel re pêşbaziyê dikin (Jandhyala et al., 2015). Pêkhateyên bakterî yên cihêreng ên mîkrobiotaya rûvî dikarin xurekên bingehîn ên wekî vîtamînan hilberînin û helandinê pêşve bibin (Rowland et al., 2018). Her wiha hatiye nîşandan ku metabolîtên bakterî bandorê li pêşkeftina tevnê dikin û rêyên metabolîk û parastinê zêde dikin (Heijtz et al., 2011; Yu et al., 2022). Pêkhateya mîkrobioma rûvî ya mirovan pir cihêreng e û bi faktorên genetîkî û hawîrdorê yên wekî parêz, zayend, derman û rewşa tenduristiyê ve girêdayî ye (Kumbhare et al., 2019).
Xwarina dayikê pêkhateyeke girîng a pêşveçûna fetus û neonatal e û çavkaniyeke gumanbar a pêkhateyên ku dikarin bandorê li pêşveçûnê bikin e (Bazer et al., 2004; Innis, 2014). Yek ji wan pêkhateyên balkêş asîda propîyonîk (PPA) ye, ku berhemeke asîda rûn a zincîra kurt e ku ji fermentasyona bakteriyan tê wergirtin û lêzêdekirinek xwarinê ye (den Besten et al., 2013). PPA xwedî taybetmendiyên antîbakteriyal û dijî-fungî ye û ji ber vê yekê wekî parêzkerek xwarinê û di sepanên pîşesaziyê de tê bikar anîn da ku mezinbûna qalib û bakteriyan asteng bike (Wemmenhove et al., 2016). PPA di tevnên cûda de bandorên cûda dike. Di kezebê de, PPA bi bandorkirina îfadeya sîtokîn di makrofajan de bandorên dijî-înflamatuar dike (Kawasoe et al., 2022). Ev bandora rêkûpêk di hucreyên din ên parastinê de jî hatiye dîtin, ku dibe sedema kêmkirina înflamatuarê (Haase et al., 2021). Lêbelê, bandora berevajî di mêjî de hatiye dîtin. Lêkolînên berê nîşan dane ku PPA di mişkan de tevgerên mîna otîzmê çêdike (El-Ansary et al., 2012). Lêkolînên din jî nîşan dane ku PPA dikare gliozê çêbike û rêyên pro-iltihabê di mêjî de çalak bike (Abdelli et al., 2019). Ji ber ku PPA asîdek qels e, ew dikare bi rêya epîtelyûma rûvî belav bibe nav xwînê û bi vî rengî ji astengiyên sînorker derbas bibe, di nav de astengiya xwîn-mejî û her weha plasentayê (Stinson et al., 2019), ku girîngiya PPA wekî metabolîtek rêkûpêk a ku ji hêla bakteriyan ve tê hilberandin destnîşan dike. Her çend rola potansiyel a PPA wekî faktorek rîskê ji bo otîzmê niha di bin lêkolînê de ye jî, bandorên wê li ser kesên bi otîzmê dikarin ji çêkirina cûdakirina neural wêdetir biçin.
Nîşaneyên gastrointestinal ên wekî îshal û qebizbûn di nexweşên bi nexweşiyên pêşketina mejî de gelemperî ne (Cao et al., 2021). Lêkolînên berê nîşan dane ku mîkrobioma nexweşên bi nexweşiyên spektruma otîzmê (ASD) ji ya kesên saxlem cuda ye, ku hebûna dîsbiyoza mîkrobiotaya rûvî nîşan dide (Finegold et al., 2010). Bi heman awayî, taybetmendiyên mîkrobioma nexweşên bi nexweşiyên iltîhaba rûvî, qelewbûn, nexweşiya Alzheimer, û hwd. jî ji yên kesên saxlem cuda ne (Turnbaugh et al., 2009; Vogt et al., 2017; Henke et al., 2019). Lêbelê, heta niha, di navbera mîkrobioma rûvî û nexweşî an nîşanên neurolojîk de têkiliyek sedeman nehatiye saz kirin (Yap et al., 2021), her çend tê texmîn kirin ku çend cureyên bakteriyan di hin ji van rewşên nexweşiyê de rolek dilîzin. Bo nimûne, Akkermansia, Bacteroides, Clostridium, Lactobacillus, Desulfovibrio û cinsên din di mîkrobiotaya nexweşên bi otîzmê de pirtir in (Tomova et al., 2015; Golubeva et al., 2017; Cristiano et al., 2018; Zurita et al., 2020). Bi taybetî, cureyên endamên hin ji van cinsan bi genên ku bi hilberîna PPA ve girêdayî ne têne zanîn (Reichardt et al., 2014; Yun û Lee, 2016; Zhang et al., 2019; Baur û Dürre, 2023). Ji ber taybetmendiyên antîmîkrobî yên PPA, zêdekirina pirbûna wê dikare ji bo mezinbûna bakteriyên ku PPA hilberînin sûdmend be (Jacobson et al., 2018). Bi vî awayî, hawîrdorek dewlemend bi PFA dikare bibe sedema guhertinên di mîkrobiotaya rûvî de, di nav de patojenên gastrointestinal, ku dibe ku faktorên potansiyel bin ku bibin sedema nîşanên gastrointestinal.
Pirseke navendî di lêkolîna mîkrobiyomê de ev e ku gelo cudahîyên di pêkhateya mîkrobî de sedemek an nîşaneya nexweşiyên bingehîn in. Pêngava yekem ber bi ronîkirina têkiliya tevlihev a di navbera parêz, mîkrobiyoma rûvî û nexweşiyên neurolojîk de nirxandina bandorên parêzê li ser pêkhateya mîkrobî ye. Ji bo vê armancê, me rêza metagenomîk a xwendina dirêj bikar anî da ku mîkrobiyomên rûvî yên nifşên mişkên ku bi parêzek dewlemend bi PPA an jî bê PPA hatine xwedîkirin bidin ber hev. Nifşan heman parêza dayikên xwe wergirtin. Me texmîn kir ku parêzek dewlemend bi PPA dê bibe sedema guhertinan di pêkhateya mîkrobî ya rûvî û rêyên fonksiyonel ên mîkrobî de, nemaze yên ku bi metabolîzma PPA û/an hilberîna PPA ve girêdayî ne.
Di vê lêkolînê de mişkên transjenîk ên FVB/N-Tg(GFAP-GFP)14Mes/J (Jackson Laboratories) ku proteîna floresan a kesk (GFP) di bin kontrola pêşvebirê GFAP-a taybetî ya glia de zêde îfade dikin, li gorî rêbernameyên Komîteya Lênihêrîn û Bikaranîna Heywanan a Sazûmanî ya Zanîngeha Florîdaya Navendî (UCF-IACUC) (Hejmara Destûra Bikaranîna Heywanan: PROTO202000002) hatin bikar anîn. Piştî şîrdanê, mişk bi ferdî di qefesan de hatin bicihkirin ku di her qefesê de 1-5 mişk ji her zayendê hebûn. Mişk bi parêzek kontrolê ya paqijkirî (parêza standard a vekirî ya guhertî, 16 kcal% rûn) an jî bi parêzek bi sodyûm propîonatê ve hatî zêdekirin (parêza standard a vekirî ya guhertî, 16 kcal% rûn, ku 5,000 ppm sodyûm propîonat tê de heye) hatin xwedîkirin. Mîqdara sodyûm propîonata ku hatî bikar anîn wekhevî 5,000 mg PFA/kg giraniya tevahî ya xwarinê bû. Ev herî zêde rêjeya PPA-yê ye ku ji bo karanîna wekî parêzvanek xwarinê hatî pejirandin. Ji bo amadekariya vê lêkolînê, mişkên dê 4 hefte berî hevjînkirinê û di tevahiya ducaniyê de berdewam kirin bi herdu xwarinan. Nifşên mişkan [22 mişk, 9 kontrol (6 nêr, 3 mê) û 13 PPA (4 nêr, 9 mê)] ji şîrê dayikê hatin qutkirin û dûv re 5 mehan bi heman xwarina dayikan berdewam kirin. Nifşên mişkan di 5 mehî de hatin qurbankirin û naveroka feqên wan ên rûvî hatin berhevkirin û di destpêkê de di lûleyên mîkrosantrifûjê yên 1.5 ml de di -20°C de hatin hilanîn û dûv re hatin veguheztin cemidek -80°C heta ku DNAya mêvandar xilas bibe û asîdên nukleîk ên mîkrobî werin derxistin.
DNAya mêvandar li gorî protokoleke guhertî hate derxistin (Charalampous et al., 2019). Bi kurtasî, naveroka fekal hate veguheztin bo 500 µl InhibitEX (Qiagen, Cat#/ID: 19593) û hate cemidî hate hilanîn. Herî zêde 1-2 peletên fekal ji bo her derxistinê pêvajo bikin. Dûv re naveroka fekal bi karanîna pestleyek plastîk di hundurê lûleyê de bi mekanîkî hate homojen kirin da ku şilek çêbibe. Nimûneyan li 10,000 RCF ji bo 5 hûrdeman an jî heta ku nimûne pelet bibin santrifuj bikin, dûv re supernatantê bipijin û peletê di 250 µl 1× PBS de ji nû ve rawestînin. 250 µl çareseriya saponînê ya %4.4 (TCI, hejmara hilberê S0019) wekî deterjanek li nimûneyê zêde bikin da ku membranên hucreyên eukaryotîk sist bikin. Nimûne bi nermî heta ku nerm bibin hatin tevlihev kirin û 10 hûrdeman di germahiya odeyê de hatin înkubasyon kirin. Piştre, ji bo têkbirina şaneyên eukaryotîk, 350 μl ava bê nukleaz li nimûneyê hat zêdekirin, 30 saniye hat înkubasyonkirin, û dû re 12 μl 5 M NaCl hat zêdekirin. Piştre nimûne di 6000 RCF de ji bo 5 deqeyan hatin santrifujkirin. Supernatantê bihelînin û peletê di 100 μl 1X PBS de ji nû ve bihelînin. Ji bo rakirina DNAya mêvandar, 100 μl tampona HL-SAN (12.8568 g NaCl, 4 ml 1M MgCl2, 36 ml ava bê nukleaz) û 10 μl enzîma HL-SAN (ArticZymes P/N 70910-202) lê zêde bikin. Nimûne bi pîpetkirinê bi tevahî hatin tevlihevkirin û li 37°C bo 30 deqeyan bi 800 rpm li ser Eppendorf™ ThermoMixer C hatin înkubasyonkirin. Piştî înkubasyonê, li 6000 RCF bo 3 deqeyan hatin santrifujkirin û du caran bi 800 µl û 1000 µl 1X PBS hatin şuştin. Di dawiyê de, pelet di 100 µl 1X PBS de ji nû ve hatin şuştin.
DNAya bakterî ya tevahî bi karanîna Kîta Paqijkirina DNAya Genomîk a New England Biolabs Monarch (New England Biolabs, Ipswich, MA, Cat# T3010L) hate veqetandin. Prosedûra xebitandinê ya standard a ku bi kîtê re tê peyda kirin hinekî guhertî ye. Berî xebitandinê, ji bo elûya dawîn, ava bê nukleaz li 60°C înkubasyon bikin û bihêlin. 10 µl Proteînaz K û 3 µl RNase A li her nimûneyê zêde bikin. Dûv re 100 µl Tampona Lîza Hucreyê zêde bikin û bi nermî tevlihev bikin. Piştre nimûne di Eppendorf™ ThermoMixer C de li 56°C û 1400 rpm ji bo herî kêm 1 saet û heta 3 saetan hatin înkubasyon kirin. Nimûneyên înkubasyonkirî ji bo 3 deqîqeyan di 12,000 RCF de hatin santrifuj kirin û supernatant ji her nimûneyê veguheztin lûleyek mîkrosantrifujê ya 1.5 mL ya cuda ku 400 µL çareseriya girêdanê tê de hebû. Dûv re lûle ji bo 5-10 saniyeyan bi navberên 1 saniyeyê hatin vortex kirin. Tevahiya naveroka şileya her nimûneyê (bi qasî 600-700 µL) veguhezînin kartuşa fîlterê ku di lûleyeke berhevkirinê ya herikbar de hatiye danîn. Lûle bi 1,000 RCF bo 3 deqîqeyan hatin santrifujkirin da ku girêdana destpêkê ya DNA-yê çêbibe û dûv re bi 12,000 RCF bo 1 deqîqeyê hatin santrifujkirin da ku şileya mayî were rakirin. Stûna nimûneyê hate veguheztin lûleyeke berhevkirinê ya nû û dûv re du caran hate şuştin. Ji bo şuştina yekem, 500 µL tampona şuştinê li her lûleyê zêde bikin. Lûleyê 3-5 caran bizivirînin û dûv re bi 12,000 RCF bo 1 deqîqeyê santrifuj bikin. Şileya ji lûleya berhevkirinê bavêjin û kartuşa fîlterê dîsa têxin nav heman lûleya berhevkirinê. Ji bo şuştina duyemîn, 500 µL tampona şuştinê bêyî zivirandinê li fîlterê zêde bikin. Nimûne bi 12,000 RCF bo 1 deqîqeyê hatin santrifujkirin. Fîlterê veguhezînin lûleyek LoBind®-a 1.5 mL û 100 µL ava bê nukleaz a pêşwext germkirî lê zêde bikin. Fîlter di germahiya odeyê de ji bo 1 deqîqeyê hatin înkubasyonkirin û dûv re ji bo 1 deqîqeyê di 12,000 RCF de hatin santrifûjkirin. DNAya elutekirî di -80°C de hat hilanîn.
Têkeliya DNAyê bi karanîna Qubit™ 4.0 Fluorometer hat pîvandin. DNA bi karanîna Qubit™ 1X dsDNA High Sensitivity Kit (Cat. No. Q33231) li gorî rêwerzên çêker hat amadekirin. Belavbûna dirêjahiya perçeyên DNAyê bi karanîna Aglient™ 4150 an 4200 TapeStation hat pîvandin. DNA bi karanîna Agilent™ Genomic DNA Reagents (Cat. No. 5067-5366) û Genomic DNA ScreenTape (Cat. No. 5067-5365) hat amadekirin. Amadekirina pirtûkxaneyê bi karanîna Oxford Nanopore Technologies™ (ONT) Rapid PCR Barcoding Kit (SQK-RPB004) li gorî rêwerzên çêker hat kirin. DNA bi karanîna ONT GridION™ Mk1 sequencer bi hucreya herikîna Min106D (R 9.4.1) hat rêzkirin. Mîhengên rêzkirinê ev bûn: gazîkirina bingehê bi rastbûna bilind, nirxa q ya herî kêm 9, sazkirina barkodê, û trimkirina barkodê. Nimûne ji bo 72 demjimêran hatin rêzkirin, piştî vê yekê daneyên banga bingehîn ji bo pêvajo û analîza bêtir hatin şandin.
Pêvajoya biyoenformatîkê bi karanîna rêbazên ku berê hatine vegotin (Greenman et al., 2024) hate kirin. Pelên FASTQ-ê yên ku ji rêzkirinê hatine bidestxistin ji bo her nimûneyê li navnîşan hatin dabeş kirin. Berî analîza biyoenformatîkê, daneyên bi karanîna rêzika jêrîn hatin pêvajo kirin: pêşî, pelên FASTQ-ê yên nimûneyan di yek pelê FASTQ-ê de hatin yek kirin. Dûv re, xwendinên ji 1000 bp kurttir bi karanîna Filtlong v. 0.2.1 hatin fîltre kirin, û tenê parametreya guherî –min_length 1000 bû (Wick, 2024). Berî fîltrekirina bêtir, kalîteya xwendinê bi karanîna NanoPlot v. 1.41.3 bi parametreyên jêrîn hate kontrol kirin: –fastq –plots dot –N50 -o
Ji bo dabeşkirina taksonomîk, xwendin û kontîgên komkirî bi karanîna Kraken2 v. 2.1.2 (Wood et al., 2019) hatin dabeşkirin. Bi rêzê ve, rapor û pelên derketinê ji bo xwendin û komkirinan çêbikin. Vebijarka –use-names bikar bînin da ku xwendin û komkirinan analîz bikin. Vebijarkên –gzip-compressed û –paired ji bo beşên xwendinê têne destnîşankirin. Pirbûna nisbî ya taksonan di metagenoman de bi karanîna Bracken v. 2.8 (Lu et al., 2017) hate texmîn kirin. Me pêşî databasa kmer çêkir ku 1000 bingehan dihewîne bi karanîna bracken-build bi parametreyên jêrîn: -d
Têbînîkirina genan û texmîna pirbûna nisbî bi karanîna guhertoyek guhertî ya protokola ku ji hêla Maranga et al. ve hatî vegotin (Maranga et al., 2023) hatin kirin. Pêşî, kontîgên ji 500 bp kurttir ji hemî kombûnan bi karanîna SeqKit v. 2.5.1 hatin rakirin (Shen et al., 2016). Piştre kombûnên bijartî di pan-metagenomek de hatin hev kirin. Çarçoveyên xwendina vekirî (ORF) bi karanîna Prodigal v. 1.0.1 (guhertoyek paralel a Prodigal v. 2.6.3) bi parametreyên jêrîn hatin destnîşankirin: -d
Gen pêşî li gorî nasnameyên ortholog (KO) yên Ensîklopediya Gen û Genomên Kyotoyê (KEGG) ku ji hêla eggNOG ve hatine destnîşankirin da ku pirbûna rêyên genan bidin ber hev, hatin kom kirin. Genên bê knockout an genên bi gelek knockout berî analîzê hatin rakirin. Dûv re pirbûna navînî ya her KO di her nimûneyê de hate hesab kirin û analîza îstatîstîkî hate kirin. Genên metabolîzma PPA wekî her genek ku di stûna KEGG_Pathway de rêzek ko00640 lê hatiye destnîşankirin, ku li gorî KEGG rolek di metabolîzma propionate de nîşan dide, hatin pênase kirin. Genên ku wekî bi hilberîna PPA ve girêdayî hatine destnîşankirin di Tabloya Pêvek 1 de hatine navnîş kirin (Reichardt et al., 2014; Yang et al., 2017). Testên permutasyonê hatin kirin da ku genên metabolîzm û hilberîna PPA-yê yên ku di her celebê nimûneyê de bi girîngî pirtir bûn werin destnîşankirin. Ji bo her genek ku hatî analîz kirin hezar permutasyon hatin kirin. Nirxa p-ya 0.05 wekî qutiyek hate bikar anîn da ku girîngiya îstatîstîkî were destnîşankirin. Têbînîyên fonksiyonel li gorî têbînîyên genên nûner ên di nav komê de ji genên takekesî yên di nav komekê de hatin destnîşankirin. Taksonên ku bi metabolîzma PPA û/an hilberîna PPA ve girêdayî ne, dikarin bi hevberkirina nasnameyên kontîg ên di pelên derketinê yên Kraken2 de bi heman nasnameyên kontîg ên ku di dema şîrovekirina fonksiyonel de bi karanîna eggNOG hatine parastin, werin nas kirin. Ceribandina girîngiyê bi karanîna testa Mann-Whitney U ya ku berê hatiye vegotin hate kirin. Rastkirina ji bo ceribandina pirjimar bi karanîna prosedûra Benjamini-Hochberg hate kirin. Nirxa p ya ≤ 0.05 wekî sînorek ji bo destnîşankirina girîngiya îstatîstîkî hate bikar anîn.
Cûrbecûrîya mîkrobioma rûvî ya mişkan bi karanîna îndeksa cihêrengiya Simpson hate nirxandin. Di navbera nimûneyên kontrol û PPA de ji hêla cûrbecûrîya cins û cureyan ve ti cûdahiyên girîng nehatin dîtin (nirxa-p ji bo cins: 0.18, nirxa-p ji bo cureyan: 0.16) (Wêne 1). Piştre pêkhateya mîkrobî bi karanîna analîza pêkhateya sereke (PCA) hate berhev kirin. Wêne 2 kombûna nimûneyan li gorî fîlayên wan nîşan dide, ku nîşan dide ku di pêkhateya cureyî ya mîkrobioman de di navbera nimûneyên PPA û kontrolê de cûdahî hene. Ev kombûn di asta cins de kêmtir diyar bû, ku nîşan dide ku PPA bandorê li hin bakteriyan dike (Wêneya Pêvek 1).
Wêne 1. Cûrbecûrîya alfa ya cinsan û pêkhateya cureyan a mîkrobioma rûviya mişk. Nexşeyên qutîkê yên ku rêjeyên cihêrengiya Simpson ên cinsan (A) û cureyan (B) di nimûneyên PPA û kontrolê de nîşan didin. Girîngî bi karanîna testa Mann-Whitney U hate destnîşankirin, û sererastkirina pirjimar bi karanîna prosedûra Benjamini-Hochberg hate kirin. ns, nirxa p ne girîng bû (p> 0.05).
Wêne 2. Encamên analîza pêkhateyên sereke yên pêkhateya mîkrobioma rûviya mişk di asta cureyan de. Nexşeya analîza pêkhateyên sereke belavbûna nimûneyan li ser du pêkhateyên wan ên sereke yên pêşîn nîşan dide. Reng celebê nimûneyê nîşan didin: Mişkên ku PPA-yê wan hatiye rûbirûkirin binefşî ne û mişkên kontrolê zer in. Pêkhateyên sereke 1 û 2 bi rêzê ve li ser eksena x û eksena y têne xêzkirin û wekî rêjeya guherbariya wan a ravekirî têne diyar kirin.
Bi karanîna daneyên hejmartina veguherîna RLE, kêmbûnek girîng di rêjeya navîn a Bacteroidetes/Bacilli de di mişkên kontrol û PPA de hate dîtin (kontrol: 9.66, PPA: 3.02; nirxa p = 0.0011). Ev cûdahî ji ber pirbûna zêdetir a Bacteroidetes di mişkên PPA de li gorî kontrolê bû, her çend cûdahî ne girîng bû (navîniya CLR ya kontrolê: 5.51, navîniya CLR ya PPA: 6.62; nirxa p = 0.054), lê pirbûna Bacteroidetes dişibihe hev (navîniya CLR ya kontrolê: 7.76, navîniya CLR ya PPA: 7.60; nirxa p = 0.18).
Analîza pirbûna endamên taksonomîk ên mîkrobioma rûvî eşkere kir ku 1 fîlûm û 77 cure di navbera nimûneyên PPA û yên kontrolê de ji hev cuda ne (Tabloya Pêvek 2). Pirbûna 59 cureyan di nimûneyên PPA de ji ya di nimûneyên kontrolê de bi girîngî zêdetir bû, lê pirbûna tenê 16 cureyan di nimûneyên kontrolê de ji ya di nimûneyên PPA de zêdetir bû (Wêne 3).
Wêne 3. Pirbûna cuda ya taksonan di mîkrobioma rûvî ya mişkên PPA û kontrolê de. Nexşeyên volkanan cûdahiyên di pirbûna cins (A) an cureyan (B) de di navbera nimûneyên PPA û kontrolê de nîşan didin. Xalên gewr di pirbûna taksonan de cûdahiyek girîng nîşan nadin. Xalên rengîn cûdahiyên girîng di pirbûnê de nîşan didin (nirxa p ≤ 0.05). 20 taksonên jorîn ên ku cûdahiyên herî mezin di pirbûnê de di navbera celebên nimûneyan de hene, bi rêzê ve bi sor û şînê vekirî (nimûneyên kontrol û PPA) têne nîşandan. Xalên zer û binefşî di nimûneyên kontrol an PPA de herî kêm 2.7 carî ji yên kontrolê pirtir bûn. Xalên reş taksonên bi pirbûnên pir cuda temsîl dikin, bi cûdahiyên CLR yên navînî di navbera -1 û 1 de. Nirxên P bi karanîna testa Mann-Whitney U hatin hesabkirin û ji bo ceribandina pirjimar bi karanîna prosedûra Benjamini-Hochberg hatin rastkirin. Cudahiyên CLR yên navînî yên qalind cûdahiyên girîng di pirbûnê de nîşan didin.
Piştî analîzkirina pêkhateya mîkrobî ya rûvî, me şîrovekirineke fonksiyonel a mîkrobiomê pêk anî. Piştî fîltrekirina genên bi kalîteya nizm, bi tevahî 378,355 genên bêhempa li seranserê hemî nimûneyan hatin destnîşankirin. Pirbûna veguherîner a van genan ji bo analîza pêkhateya sereke (PCA) hate bikar anîn, û encam pileyeke bilind a kombûna celebên nimûneyan li gorî profîlên wan ên fonksiyonel nîşan dan (Wêne 4).
Wêne 4. Encamên PCA bi karanîna profîla fonksiyonel a mîkrobioma rûviya mişk. Nexşeya PCA belavbûna nimûneyan li ser du pêkhateyên wan ên sereke yên pêşîn nîşan dide. Reng celebê nimûneyê nîşan didin: Mişkên ku PPA-yê tê de heye binefşî ne û mişkên kontrolê zer in. Pêkhateyên sereke 1 û 2 bi rêzê ve li ser eksena x û eksena y têne xêzkirin û wekî rêjeya guherbariya wan a ravekirî têne diyar kirin.
Piştre me pirbûna knockoutên KEGG di celebên nimûneyên cûda de lêkolîn kir. Bi tevahî 3648 knockoutên bêhempa hatin destnîşankirin, ku ji wan 196 di nimûneyên kontrolê de pirtir û 106 di nimûneyên PPA de pirtir bûn (Wêne 5). Bi tevahî 145 gen di nimûneyên kontrolê de û 61 gen di nimûneyên PPA de hatin tespît kirin, bi pirbûna pir cûda. Rêyên têkildarî metabolîzma lîpîd û amînoşekir di nimûneyên PPA de pirtir dewlemendtir bûn (Tabloya Pêvek 3). Rêyên têkildarî metabolîzma nîtrojenê û pergalên relaya sulfur di nimûneyên kontrolê de pirtir dewlemendtir bûn (Tabloya Pêvek 3). Pirbûna genên têkildarî metabolîzma amînoşekir/nûkleotîd (ko:K21279) û metabolîzma înosîtol fosfat (ko:K07291) di nimûneyên PPA de pirtir bû (Wêne 5). Nimûneyên kontrolê xwedî genên têkildarî metabolîzma benzoatê (ko:K22270), metabolîzma nîtrojenê (ko:K00368), û glîkolîz/glûkoneogenezê (ko:K00131) pirtir bûn (Wêne 5).
Wêne 5. Pirbûna cuda ya KOyan di mîkrobioma rûvî ya mişkên PPA û kontrolê de. Nexşeya volkanê cudahîyên di pirbûna komên fonksiyonel (KO) de nîşan dide. Xalên gewr KOyan nîşan didin ku pirbûna wan di navbera celebên nimûneyan de cudahîyeke girîng tune bû (nirxa-p > 0.05). Xalên rengîn cudahîyên girîng di pirbûnê de nîşan didin (nirxa-p ≤ 0.05). 20 KOyên ku cudahîyên herî mezin di pirbûnê de di navbera celebên nimûneyan de hene bi sor û şînê vekirî têne nîşandan, ku bi rêzê ve bi nimûneyên kontrol û PPA re têkildar in. Xalên zer û binefşî KOyan nîşan didin ku bi rêzê ve bi kêmî ve 2.7 qat zêdetir di nimûneyên kontrol û PPA de bûn. Xalên reş KOyan nîşan didin ku pirbûna wan bi awayekî girîng cuda ye, bi cudahîyên CLR yên navînî di navbera -1 û 1 de. Nirxên P bi karanîna testa Mann-Whitney U hatin hesabkirin û ji bo berawirdkirinên pirjimar bi karanîna prosedûra Benjamini-Hochberg hatin sererast kirin. NaN nîşan dide ku KO ne girêdayî rêyek di KEGG de ye. Nirxên cudahîya CLR ya navînî ya qalind cudahîyên girîng di pirbûnê de nîşan didin. Ji bo agahdariyên berfireh li ser rêyên ku KO-yên navnîşkirî pê ve girêdayî ne, li Tabloya Pêvek 3 binêre.
Di nav genên şîrovekirî de, 1601 gen di navbera celebên nimûneyan de pirbûna wan pir cuda bû (p ≤ 0.05), û her genek bi kêmî ve 2.7 qat pirtir bû. Ji van genan, 4 gen di nimûneyên kontrolê de pirtir û 1597 gen di nimûneyên PPA de pirtir bûn. Ji ber ku PPA xwedî taybetmendiyên antîmîkrobî ye, me pirbûna genên metabolîzm û hilberîna PPA di navbera celebên nimûneyan de lêkolîn kir. Di nav 1332 genên têkildarî metabolîzma PPA de, 27 gen di nimûneyên kontrolê de pirtir û 12 gen di nimûneyên PPA de pirtir bûn. Di nav 223 genên têkildarî hilberîna PPA de, 1 gen di nimûneyên PPA de pirtir bû. Wêne 6A pirbûna zêdetir a genên ku di metabolîzma PPA de beşdar in nîşan dide, bi pirbûna pir zêdetir di nimûneyên kontrolê de û mezinahiyên bandorên mezin, di heman demê de Wêne 6B genên takekesî yên bi pirbûna pir zêdetir a ku di nimûneyên PPA de têne dîtin ronî dike.
Wêne 6. Pirbûna cuda ya genên têkildarî PPA di mîkrobioma rûviya mişk de. Nexşeyên volkanê cudahiyên di pirbûna genên têkildarî metabolîzma PPA (A) û hilberîna PPA (B) de nîşan didin. Xalên gewr genên ku pirbûna wan di navbera celebên nimûneyan de cûdahiyek girîng tune bû nîşan didin (nirxa-p > 0.05). Xalên rengîn cudahiyên girîng di pirbûnê de nîşan didin (nirxa-p ≤ 0.05). 20 genên ku cudahiyên herî mezin di pirbûnê de hene bi rêzê ve bi sor û şînê vekirî (nimûneyên kontrol û PPA) têne nîşandan. Pirbûna xalên zer û binefşî di nimûneyên kontrol û PPA de bi kêmî ve 2.7 carî ji nimûneyên kontrolê mezintir bû. Xalên reş genên bi pirbûna girîng cuda temsîl dikin, bi cûdahiyên CLR yên navînî di navbera -1 û 1 de. Nirxên P bi karanîna testa Mann-Whitney U hatin hesabkirin û ji bo berhevdanên pirjimar bi karanîna prosedûra Benjamini-Hochberg hatin rastkirin. Gen bi genên nûner di kataloga genên ne-zêde de re têkildar in. Navên genan ji sembola KEGG pêk tên ku genek KO nîşan dide. Cudahiyên CLR yên navînî yên qalind pirbûna girîng cuda nîşan didin. Xêzek (-) nîşan dide ku di databasa KEGG de ji bo genê sembolek tune ye.
Taksonên bi genên têkildarî metabolîzma û/an hilberîna PPA-yê bi hevberkirina nasnameya taksonomîk a kontîgan bi ID-ya kontîga genê ve hatin destnîşankirin. Di asta cinsê de, 130 cins genên têkildarî metabolîzma PPA-yê û 61 cins jî genên têkildarî hilberîna PPA-yê hatin dîtin (Tabloya Pêvek 4). Lêbelê, ti cins di pirbûnê de cûdahiyên girîng nîşan nedan (p > 0.05).
Di asta cureyan de, 144 cureyên bakteriyan genên bi metabolîzma PPA ve girêdayî û 68 cureyên bakteriyan genên bi hilberîna PPA ve girêdayî dîtin (Tabloya Pêvek 5). Di nav metabolîzerên PPA de, heşt bakteriyan di navbera celebên nimûneyan de zêdebûnek girîng di pirbûnê de nîşan dan, û hemîyan guherînên girîng di bandorê de nîşan dan (Tabloya Pêvek 6). Hemî metabolîzerên PPA yên hatine destnîşankirin bi cûdahiyên girîng di pirbûnê de di nimûneyên PPA de pirtir bûn. Dabeşkirina asta cureyan nûnerên cinsên ku di navbera celebên nimûneyan de cûdahiyek girîng nîşan nedan, di nav de çend cureyên Bacteroides û Ruminococcus, û her weha Duncania dubois, Myxobacterium enterica, Monococcus pectinylyticus, û Alcaligenes polymorpha. Di nav bakteriyan de ku PPA hildiberînin, çar bakteriyan di navbera celebên nimûneyan de cûdahiyên girîng di pirbûnê de nîşan dan. Cureyên bi cûdahiyên girîng di pirbûnê de Bacteroides novorossi, Duncania dubois, Myxobacterium enteritidis, û Ruminococcus bovis bûn.
Di vê lêkolînê de, me bandorên PPA li ser mîkrobiotaya rûvî ya mişkan lêkolîn kirin. PPA dikare di bakteriyan de bertekên cûda derxe holê ji ber ku ew ji hêla hin cureyan ve tê hilberandin, ji hêla cureyên din ve wekî çavkaniyek xwarinê tê bikar anîn, an jî bandorên antîmîkrobî hene. Ji ber vê yekê, zêdekirina wê ya li hawîrdora rûvî bi rêya lêzêdekirina parêzê dibe ku bandorên cûda li gorî tolerans, hesasiyet û şiyana karanîna wê wekî çavkaniyek xurek hebe. Cureyên bakteriyan ên hesas dikarin werin rakirin û bi yên ku li hember PPA-yê berxwedêrtir in an jî dikarin wê wekî çavkaniyek xwarinê bikar bînin werin guheztin, ku dibe sedema guhertinên di pêkhateya mîkrobiotaya rûvî de. Encamên me cûdahiyên girîng di pêkhateya mîkrobî de eşkere kirin lê bandorek li ser cûrbecûriya mîkrobî ya giştî tune. Bandorên herî mezin di asta cureyan de hatin dîtin, bi zêdetirî 70 taksonan ku di navbera nimûneyên PPA û kontrolê de pir cûda ne (Tabloya Pêvek 2). Nirxandina bêtir a pêkhateya nimûneyên ku PPA-yê eşkere kirine, nehevsengiyek mezintir a cureyên mîkrobî li gorî nimûneyên nehatine eşkerekirin eşkere kir, ku pêşniyar dike ku PPA dikare taybetmendiyên mezinbûna bakteriyan zêde bike û nifûsa bakteriyan sînordar bike ku dikarin di hawîrdorên dewlemend bi PPA-yê de bijîn. Bi vî rengî, PPA dikare bi awayekî bijartî guhertinan çêbike li şûna ku bibe sedema têkçûna berfireh a cihêrengiya mîkrobiotaya rûvî.
Berê hatiye nîşandan ku parêzkerên xwarinê yên wekî PPA pirbûna pêkhateyên mîkrobioma rûvî diguherînin bêyî ku bandorê li cûrbecûrîya giştî bikin (Nagpal et al., 2021). Li vir, me cûdahiyên herî berbiçav di navbera cureyên Bacteroidetes de di nav fîluma Bacteroidetes (ku berê wekî Bacteroidetes dihat nasîn) de dîtin, ku di mişkên ku bi PPA-yê re rûbirû bûne de bi girîngî dewlemend bûne. Zêdebûna pirbûna cureyên Bacteroides bi zêdebûna hilweşîna mukusê ve girêdayî ye, ku dibe ku xetera enfeksiyonê zêde bike û iltîhabê pêş bixe (Cornick et al., 2015; Desai et al., 2016; Penzol et al., 2019). Lêkolînek dît ku mişkên nêr ên nûbûyî yên ku bi Bacteroides fragilis hatine dermankirin tevgerên civakî yên ku dişibin nexweşiya spektruma otîzmê (ASD) nîşan didin (Carmel et al., 2023), û lêkolînên din nîşan dane ku cureyên Bacteroides dikarin çalakiya parastinê biguherînin û bibin sedema kardiyomiyopatiya iltîhaba otoîmmûn (Gil-Cruz et al., 2019). Cureyên ku aîdî cinsên Ruminococcus, Prevotella, û Parabacteroides in jî di mişkên ku rastî PPA hatine de bi girîngî zêde bûn (Coretti et al., 2018). Hin cureyên Ruminococcus bi rêya hilberîna sîtokînên proînflamatuar bi nexweşiyên wekî nexweşiya Crohn ve girêdayî ne (Henke et al., 2019), di heman demê de cureyên Prevotella yên wekî Prevotella humani bi nexweşiyên metabolîk ên wekî tansiyona bilind û hesasiyeta însulînê ve girêdayî ne (Pedersen et al., 2016; Li et al., 2017). Di dawiyê de, me dît ku rêjeya Bacteroidetes (ku berê wekî Firmicutes dihatin nasîn) bi Bacteroidetes re di mişkên ku rastî PPA hatine de ji mişkên kontrolê pir kêmtir bû ji ber pirbûna giştî ya cureyên Bacteroidetes. Ev rêje berê wekî nîşaneyek girîng a homeostaziya rûvî hatiye nîşandan, û têkçûnên di vê rêjeyî de bi nexweşiyên cûrbecûr ve girêdayî ne (Turpin et al., 2016; Takezawa et al., 2021; An et al., 2023), di nav de nexweşiyên iltîhaba rûvî (Stojanov et al., 2020). Bi hev re, cureyên fîlûma Bacteroidetes xuya dikin ku ji hêla PPA-ya xwarinê ya bilind ve herî zêde bandor dibin. Ev dibe ku ji ber toleransa bilindtir a PPA an jî şiyana karanîna PPA wekî çavkaniyek enerjiyê be, ku ji bo herî kêm yek cureyî, Hoylesella enocea, rast e (Hitch et al., 2022). Wekî din, têkiliya dayikê bi PPA-yê re dikare pêşveçûna fetusê zêde bike bi kirina rûviyên mişkan ji kolonîzasyona Bacteroidetes re bêtir hesas; lêbelê, sêwirana lêkolîna me destûr neda nirxandinek wusa.
Nirxandina naveroka metagenomîk cudahîyên girîng di pirbûna genên têkildarî metabolîzm û hilberîna PPA de eşkere kir, mişkên ku bi PPA-yê re rûbirû bûne pirbûnek zêdetir a genên berpirsiyar ên hilberîna PPA nîşan dan, lê mişkên ku bi PPA-yê re rûbirû nebûne pirbûnek zêdetir a genên berpirsiyar ên metabolîzma PAA nîşan dan (Wêne 6). Ev encam nîşan didin ku bandora PPA-yê li ser pêkhateya mîkrobî dibe ku ne tenê ji ber karanîna wê be, wekî din pirbûna genên ku bi metabolîzma PPA-yê re têkildar in divê pirbûnek zêdetir di mîkrobioma rûvî ya mişkên ku bi PPA-yê re rûbirû bûne de nîşan dabe. Yek ravekirin ev e ku PPA bi giranî bi bandorên xwe yên antîmîkrobî, ne bi karanîna xwe ji hêla bakteriyan ve wekî xurek, pirbûna bakteriyan navbeynkar dike. Lêkolînên berê nîşan dane ku PPA mezinbûna Salmonella Typhimurium bi awayekî girêdayî dozê asteng dike (Jacobson et al., 2018). Têkiliya bi konsantrasyonên bilindtir ên PPA-yê re dibe ku bakteriyên ku li hember taybetmendiyên wê yên antîmîkrobî berxwedêr in hilbijêrin û dibe ku ne hewce be ku wê metabolîze bikin an hilberînin. Bo nimûne, çend cureyên Parabacteroides di nimûneyên PPA de pirbûnek pir zêdetir nîşan dan, lê ti genên têkildarî metabolîzma an hilberîna PPA nehatin tespîtkirin (Tabloyên Pêvek 2, 4, û 5). Wekî din, hilberîna PPA wekî berhemeke alîgir a fermentasyonê di nav bakteriyên cûrbecûr de bi berfirehî belav dibe (Gonzalez-Garcia et al., 2017). Cûrbecûrbûna bakteriyan a bilindtir dibe ku sedema pirbûna zêdetir a genên têkildarî metabolîzma PPA di nimûneyên kontrolê de be (Averina et al., 2020). Wekî din, tenê 27 (2.14%) ji 1332 genan hate pêşbînîkirin ku genên ku bi taybetî bi metabolîzma PPA ve girêdayî ne bin. Gelek genên ku bi metabolîzma PPA ve girêdayî ne di rêyên din ên metabolîk de jî beşdar in. Ev yek bêtir nîşan dide ku pirbûna genên ku di metabolîzma PPA de beşdar in di nimûneyên kontrolê de zêdetir bû; ev gen dikarin di rêyên ku nabin sedema karanîna PPA an avakirina wekî berhemeke alîgir de tevbigerin. Di vê rewşê de, tenê yek genek ku bi hilberîna PPA ve girêdayî ye di navbera celebên nimûneyan de cûdahiyên girîng di pirbûnê de nîşan da. Berevajî genên ku bi metabolîzma PPA ve girêdayî ne, genên nîşanker ji bo hilberîna PPA hatin hilbijartin ji ber ku ew rasterast di rêça bakteriyan a ji bo hilberîna PPA de beşdar in. Di mişkên ku bi PPA-yê re rûbirû bûne de, hat dîtin ku hemî cureyan pirbûn û kapasîteya wan a hilberîna PPA-yê pir zêde bûye. Ev piştgirî dide pêşbîniya ku PPA dê hilberînerên PPA hilbijêrin û ji ber vê yekê pêşbînî dike ku kapasîteya hilberîna PPA dê zêde bibe. Lêbelê, pirbûna genan ne hewce ye ku bi îfadeya genan re têkildar be; ji ber vê yekê, her çend pirbûna genên ku bi metabolîzma PPA ve girêdayî ne di nimûneyên kontrolê de bilindtir be jî, rêjeya îfadeyê dibe ku cûda be (Shi et al., 2014). Ji bo piştrastkirina têkiliya di navbera belavbûna genên hilberînerê PPA û hilberîna PPA de, lêkolînên li ser îfadeya genên ku di hilberîna PPA de beşdar in hewce ne.
Têbînîkirina fonksiyonel a PPA û metagenomên kontrolê hin cûdahî eşkere kir. Analîza PCA ya naveroka genê komên cuda di navbera nimûneyên PPA û kontrolê de eşkere kir (Wêne 5). Komkirina di nav nimûneyê de eşkere kir ku naveroka gena kontrolê pirrengtir bû, lê nimûneyên PPA bi hev re kom bûn. Komkirina li gorî naveroka genê bi komkirina li gorî pêkhateya cureyan re berawirdî bû. Bi vî rengî, cûdahiyên di pirbûna rêyan de bi guhertinên di pirbûna cure û şaneyên taybetî yên di nav wan de re lihevhatî ne. Di nimûneyên PPA de, du rêyên bi pirbûna girîng zêdetir bi metabolîzma şekirê amînoşekir/nûkleotîd (ko:K21279) û rêyên metabolîzma lîpîdê yên pirjimar ve girêdayî bûn (ko:K00647, ko:K03801; Tabloya Pêvek 3). Genên ku bi ko:K21279 ve girêdayî ne têne zanîn ku bi cinsê Bacteroides ve girêdayî ne, yek ji cinsên ku hejmareke girîng zêdetir a cureyan di nimûneyên PPA de hene. Ev enzîm dikare bi îfadekirina polîsakarîdên kapsulî ji bersiva parastinê bireve (Wang et al., 2008). Ev dibe ku sedema zêdebûna Bacteroidetes ku di mişkên ku bi PPA-yê re rûbirû bûne de têne dîtin be. Ev yek senteza zêde ya asîda rûn a ku di mîkrobioma PPA de tê dîtin temam dike. Bakterî rêça FASIIko:K00647 (fabB) bikar tînin da ku asîdên rûn hilberînin, ku dibe ku bandorê li rêyên metabolîzma mêvandar bike (Yao û Rock, 2015; Johnson et al., 2020), û guhertinên di metabolîzma lîpîdan de dibe ku di pêşkeftina mejî de rolek bilîzin (Yu et al., 2020). Rêyek din ku di nimûneyên PPA de pirbûna zêde nîşan dide bîyosenteza hormona steroîd bû (ko:K12343). Delîlên zêde dibin ku têkiliyek berevajî di navbera şiyana mîkrobiotaya rûvî de heye ku bandorê li ser asta hormonan bike û ji hêla hormonan ve were bandor kirin, da ku asta steroîd a bilind dibe ku encamên tenduristiyê yên paşîn hebin (Tetel et al., 2018).
Ev lêkolîn bê sînorkirin û berçavgirtin nîne. Cûdahiyek girîng ew e ku me nirxandinên fîzyolojîk ên heywanan pêk neaniye. Ji ber vê yekê, ne mimkûn e ku rasterast encam were girtin ka guhertinên di mîkrobiomê de bi ti nexweşiyekê ve girêdayî ne. Fikirek din jî ew e ku mişkên di vê lêkolînê de heman parêza dayikên xwe wergirtine. Lêkolînên pêşerojê dikarin diyar bikin ka guheztina ji parêzek dewlemend bi PPA bo parêzek bê PPA bandorên wê li ser mîkrobiomê baştir dike. Sînorkirinek lêkolîna me, mîna gelekên din, mezinahiya nimûneya sînorkirî ye. Her çend encamên derbasdar dikarin werin derxistin jî, mezinahiyek nimûneya mezintir dê dema analîzkirina encaman hêzek statîstîkî ya mezintir peyda bike. Em di heman demê de di derbarê derxistina encamên li ser têkiliyek di navbera guhertinên di mîkrobioma rûvî û her nexweşiyê de hişyar in (Yap et al., 2021). Faktorên tevlihev ên wekî temen, zayend û parêz dikarin bandorek girîng li ser pêkhateya mîkroorganîzmayan bikin. Ev faktor dikarin nelihevhatinên ku di wêjeyê de di derbarê têkiliya mîkrobioma rûvî bi nexweşiyên tevlihev de têne dîtin rave bikin (Johnson et al., 2019; Lagod û Naser, 2023). Bo nimûne, hatiye nîşandan ku endamên cinsê Bacteroidetes di heywan û mirovan de bi ASD an zêde dibin an kêm dibin (Angelis et al., 2013; Kushak et al., 2017). Bi heman awayî, lêkolînên li ser pêkhateya rûvî li nexweşên bi nexweşiyên iltîhaba rûvî hem zêdebûn û hem jî kêmbûn di heman taksonan de dîtine (Walters et al., 2014; Forbes et al., 2018; Upadhyay et al., 2023). Ji bo sînordarkirina bandora alîgiriya zayendî, me hewl da ku temsîliyeta wekhev a zayendan misoger bikin da ku cûdahî bi îhtîmaleke mezin ji hêla parêzê ve werin çêkirin. Yek ji dijwarîyên şîrovekirina fonksiyonel rakirina rêzikên genên zêde ye. Rêbaza me ya komkirina genan ji bo jiholêrakirina komkirina derewîn hewceyê 95% nasnameya rêzikê û 85% wekheviya dirêjahiyê, û her weha 90% nixumandina hevrêziyê ye. Lêbelê, di hin rewşan de, me COG bi heman şîroveyan (mînak, MUT) dîtin (Wêne 6). Lêkolînên din hewce ne da ku were destnîşankirin ka ev ortholog cuda ne, bi cinsên taybetî ve girêdayî ne, an ev sînordariyek ji nêzîkatiya komkirina genan e. Sînordariyek din a şîrovekirina fonksiyonel dabeşkirina xelet a potansiyel e; gena bakterî mmdA enzîmek naskirî ye ku di senteza propiyonatê de beşdar e, lê KEGG wê bi rêça metabolîk a propiyonatê ve girê nade. Berevajî vê, ortologên scpB û mmcD bi hev ve girêdayî ne. Hejmara mezin a genên bêyî knockoutên diyarkirî dibe ku bibe sedema nekarîna destnîşankirina genên têkildarî PPA dema ku pirbûna genan tê nirxandin. Lêkolînên pêşerojê dê ji analîza metatranskriptomê sûd werbigirin, ku dikare têgihîştinek kûrtir a taybetmendiyên fonksiyonel ên mîkrobiotaya rûvî peyda bike û îfadeya genê bi bandorên potansiyel ên paşîn ve girêbide. Ji bo lêkolînên ku nexweşiyên taybetî yên pêşkeftina neuro an nexweşiyên iltîhaba rûvî vedihewînin, nirxandinên fîzyolojîk û tevgerî yên heywanan hewce ne da ku guhertinên di pêkhateya mîkrobiomê de bi van nexweşiyan ve girêbidin. Lêkolînên din ên ku mîkrobioma rûvî vediguhezînin mişkên bê mîkrob jî dê bikêrhatî bin da ku were destnîşankirin ka mîkrobiom ajokarek an taybetmendiya nexweşiyê ye.
Bi kurtasî, me nîşan da ku PPA ya xwarinê wekî faktorek di guhertina pêkhateya mîkrobiotaya rûvî de tevdigere. PPA parêzkerek pejirandî ya FDA ye ku bi berfirehî di gelek xwarinan de tê dîtin ku, piştî demek dirêj, dikare bibe sedema têkçûna flora normal a rûvî. Me guhertin di pirbûna çend bakteriyan de dîtin, ku ev yek nîşan dide ku PPA dikare bandorê li pêkhateya mîkrobiotaya rûvî bike. Guhertinên di mîkrobiotayê de dikarin bibin sedema guhertinên di astên hin rêyên metabolîk de, ku dikarin bibin sedema guhertinên fîzyolojîk ên ku ji bo tenduristiya mêvandar girîng in. Lêkolînên din hewce ne da ku were destnîşankirin ka bandorên PPA ya xwarinê li ser pêkhateya mîkrobî dikare bibe sedema dysbiosis an nexweşiyên din. Ev lêkolîn bingeha lêkolînên pêşerojê li ser ka bandorên PPA li ser pêkhateya rûvî çawa dikarin bandorê li tenduristiya mirovan bikin, datîne.
Setên daneyan ên ku di vê lêkolînê de hatine pêşkêşkirin di depoyên serhêl de hene. Navê depoyê û jimareya gihîştinê ev in: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/, PRJNA1092431.
Ev lêkolîna li ser heywanan ji aliyê Komîteya Lênihêrîn û Bikaranîna Heywanên Sazûmanî ya Zanîngeha Florîdaya Navendî (UCF-IACUC) ve hatiye pejirandin (Hejmara Destûra Bikaranîna Heywanan: PROTO202000002). Ev lêkolîn li gorî qanûn, rêzikname û pêdiviyên sazûmanî yên herêmî ye.
NG: Têgehkirin, Kuratoriya Daneyan, Analîza Fermî, Lêkolîn, Metodolojî, Nermalav, Dîtbarîkirin, Nivîsandin (reşnivîsa orîjînal), Nivîsandin (nirxandin û sererastkirin). LA: Têgehkirin, Kuratoriya Daneyan, Metodolojî, Çavkanî, Nivîsandin (nirxandin û sererastkirin). SH: Analîza Fermî, Nermalav, Nivîsandin (nirxandin û sererastkirin). SA: Lêkolîn, Nivîsandin (nirxandin û sererastkirin). Serokdadwer: Lêkolîn, Nivîsandin (nirxandin û sererastkirin). SN: Têgehkirin, Rêveberiya Projeyê, Çavkanî, Çavdêrî, Nivîsandin (nirxandin û sererastkirin). TA: Têgehkirin, Rêveberiya Projeyê, Çavdêrî, Nivîsandin (nirxandin û sererastkirin).
Nivîskaran diyar kirin ku wan ji bo lêkolîn, nivîsandin û/an weşandina vê gotarê ti piştgiriya darayî wernegirtiye.
Nivîskar diyar dikin ku lêkolîn di nebûna ti têkiliyên bazirganî an darayî de hatiye kirin ku dikarin wekî pevçûnek berjewendiyê werin şîrovekirin. ne pêkan e.
Hemû nerînên ku di vê gotarê de hatine diyar kirin tenê yên nivîskaran in û ne hewce ye ku nerînên sazî, weşanxane, edîtor an nirxandêrên wan nîşan bidin. Her berhemên ku di vê gotarê de hatine nirxandin, an jî îdiayên ku ji hêla hilberînerên wan ve hatine kirin, ji hêla weşanxaneyê ve nayên garantîkirin an pejirandin.
Materyalên pêvek ji bo vê gotarê li ser înternetê hene: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frmbi.2024.1451735/full#supplementary-material
Abdelli LS, Samsam A, Nasser SA (2019). Asîda propîonîk bi rêkxistina rêça PTEN/AKT di nexweşiyên spektruma otîzmê de glîoz û iltîhaba neuro çêdike. Raporên zanistî 9, 8824–8824. doi: 10.1038/s41598-019-45348-z
Aitchison, J. (1982). Analîza îstatîstîkî ya daneyên pêkhatî. JR Stat Soc Ser B Methodol. 44, 139–160. doi: 10.1111/j.2517-6161.1982.tb01195.x
Ahn J, Kwon H, Kim YJ (2023). Rêjeya Firmicutes/Bacteroidetes wekî faktorek rîskê ji bo kansera pêsîrê. Kovara Dermanê Klînîkî, 12, 2216. doi: 10.3390/jcm12062216
Anders S., Huber W. (2010). Analîza îfadeya cûda ya daneyên jimara rêzan. Nat Prev. 1–1, 1–10. doi: 10.1038/npre.2010.4282.1
Angelis, MD, Piccolo, M., Vannini, L., Siragusa, S., Giacomo, AD, Serrazanetti, DI, û yên din. (2013). Mîkrobiotaya fekal û metaboloma zarokên bi otîzm û nexweşiya pêşketina belavbûyî ya ku bi awayekî din nehatiye destnîşankirin. PloS One 8, e76993. doi: 10.1371/journal.pone.0076993
Averina OV, Kovtun AS, Polyakova SI, Savilova AM, Rebrikov DV, Danilenko VN (2020). Taybetmendiyên neurometabolîk ên bakterî yên mîkrobiotaya rûvî li zarokên piçûk ên bi nexweşiyên spektruma otîzmê. Kovara Mîkrobiolojiya Bijîşkî 69, 558–571. doi: 10.1099/jmm.0.001178
Baquero F., Nombela K. (2012). Mîkrobiom wekî organek mirovî. Mîkrobiolojiya Klînîkî û Enfeksiyon 18, 2–4. doi: 10.1111/j.1469-0691.2012.03916.x
Baur T., Dürre P. (2023). Têgihîştinên nû li ser fîzyolojiya bakteriyên ku asîda propîonîk çêdikin: Anaerotignum propionicum û Anaerotignum neopropionicum (berê Clostridium propionicum û Clostridium neopropionicum). Mîkroorganîzma 11, 685. doi: 10.3390/microorganisms11030685
Bazer FW, Spencer TE, Wu G, Cudd TA, Meininger SJ (2004). Xwarina zikmakî û pêşveçûna fetus. J Nutr. 134, 2169–2172. doi: 10.1093/jn/134.9.2169
Benjamini, Y., û Hochberg, J. (1995). Kontrolkirina rêjeya pozîtîfên derewîn: Rêbazek pratîkî û bibandor ji bo ceribandina pirjimar. JR Stat Soc Ser B Methodol. 57, 289–300. doi: 10.1111/j.2517-6161.1995.tb02031.x
Dema weşandinê: 18ê Nîsanê-2025