Дісбіоз, зумовлений дієтами, що містять жири, сприяє канцерогенезу кишечника незалежно від ожиріння

Предмети

Анотація

Параметри доступу

Підпишіться на журнал

Отримайте повний доступ до журналу протягом 1 року

лише 3,58 € за випуск

Усі ціни вказані у нетто-цінах.
ПДВ буде доданий пізніше під час оплати.

Оренда або купівля статті

Отримайте обмежений за часом або повний доступ до статей на ReadCube.

Усі ціни вказані у нетто-цінах.

Коди приєднання

Первинні приєднання

Онібус експресії генів

Архів читання послідовностей

Депозити даних

Дані мікрочипів генерувались відповідно до керівних принципів MIAME та були передані в базу даних Gene Expression Omnibus (GEO) під номером приєднання GSE56257. Дані послідовностей були депоновані в базі даних NCBI Sequence Read Archive (SRA) під BioProject PRJNA242565 (номер вступу до проекту SRA, SRP040736; зразки номерів приєднання, SRS584259 – SRS584323, SRS584325).

Список літератури

Джованнуччі, Е. та Мішо, Д. Роль ожиріння та пов'язані з цим порушення метаболізму при раку товстої кишки, передміхурової залози та підшлункової залози. Гастроентерологія 132, 2208–2225 (2007)

Ву, Г. Д. та ін. Пов’язування довготривалих режимів харчування з мікробними ентеротипами кишечника. Наука 334, 105–108 (2011)

Schwabe, R. F. & Jobin, C. The microbiome and cancer. Nature Rev. Рак 13, 800–812 (2013)

Turnbaugh, P. J., Backhed, F., Fulton, L. & Gordon, J. I. Ожиріння, спричинене дієтою, пов'язане з помітними, але оборотними змінами в мікробіомі дистальної кишки миші. Клітинний мікроб 3, 213–223 (2008)

Zimmet, P., Alberti, K. G. & Shaw, J. Глобальні та суспільні наслідки епідемії діабету. Природа 414, 782–787 (2001)

Ley, R.E., Turnbaugh, P.J., Klein, S. & Gordon, J.I. Мікробна екологія: мікроби кишечника людини, пов'язані з ожирінням. Природа 444, 1022–1023 (2006)

Turnbaugh, P. J. et al. Мікробіом кишечника, пов’язаний із ожирінням, зі збільшеною здатністю до збору енергії. Природа 444, 1027–1031 (2006)

Беннеке, М. та ін. Ink4a/Arf індукований онкогеном старіння запобігає прогресуванню пухлини під час альтернативного колоректального пухлинного генезу. Ракова клітина 18, 135–146 (2010)

Arkan, M. C. та співавт. IKK-β пов'язує запалення з індукованою ожирінням резистентністю до інсуліну. Nature Med. 11, 191–198 (2005)

Хасавне, Дж. Та ін. Запалення та β-окислення жирних кислот у мітохондріях пов'язують ожиріння з раннім промоутером пухлини. Proc. Natl Акад. Наук. США 106, 3354–3359 (2009)

Кліверс, H. C. & Bevins, C. L. Клітини Панета: маестро склепів тонкої кишки. Анну. Преподобний Фізіол. 75, 289–311 (2013)

Шань, М. та ін. Слиз покращує гомеостаз кишечника та пероральну толерантність, подаючи імунорегуляторні сигнали. Наука 342, 447–453 (2013)

Maslowski, K. M. & Mackay, C. R. Дієта, мікробіота кишечника та імунні відповіді. Природа Імунол. 12, 5–9 (2011)

Kawai, T. & Akira, S. Роль рецепторів розпізнавання образів у вродженому імунітеті: оновлення щодо Toll-подібних рецепторів. Природа Імунол. 11, 373–384 (2010)

Слак, Е. та ін. Вроджений та адаптивний імунітет гнучко співпрацюють для підтримання мутуалізму господар-мікробіота. Наука 325, 617–620 (2009)

Ларссон, Е. та співавт. Аналіз мікробної регуляції експресії гена хазяїна по довжині кишки та регулювання екології мікроорганізмів кишечника за допомогою MyD88. Кишечник 61, 1124–1131 (2012)

Ubeda, C. та співавт. Сімейна передача, а не дефект вродженого імунітету, формує виразну кишкову мікробіоти мишей з дефіцитом TLR. J. Exp. Мед. 209, 1445–1456 (2012)

Редгуелл, Р. Дж. І Фішер, М. Дієтичні волокна як універсальний харчовий компонент: промислова перспектива. Мол. Nutr. Їжа Res. 49, 521–535 (2005)

Macfarlane, G. T., Steed, H. & Macfarlane, S. Бактеріальний метаболізм та наслідки для здоров’я галакто-олігосахаридів та інших пребіотиків. J. Appl. Мікробіол. 104, 305–344 (2008)

Фурусава, Ю. та ін. Бутират, отриманий коменсальним мікробом, індукує диференціювання регуляторних Т-клітин товстої кишки. Природа 504, 446–450 (2013)

Brestoff, J. R. & Artis, D. Commensal бактерії на межі метаболізму господаря та імунної системи. Природа Імунол. 14, 676–684 (2013)

Zoetendal, E.G. та співавт. Тонка кишкова мікробіота людини обумовлена швидким засвоєнням і перетворенням простих вуглеводів. ISME J. 6, 1415–1426 (2012)

Gautier, L., Cope, L., Bolstad, B. M. & Irizarry, R. A. affy - аналіз даних Affymetrix GeneChip на рівні зонда. Біоінформатика 20, 307–315 (2004)

Wettenhall, J. M. & Smyth, G. K. limmaGUI: графічний користувальницький інтерфейс для лінійного моделювання даних мікрочипів. Біоінформатика 20, 3705–3706 (2004)

Джентльмен, Р. С. та ін. Біопровідник: відкрита розробка програмного забезпечення для обчислювальної біології та біоінформатики. Геном Біол. 5, R80 (2004)

Meyer, S., Nolte, J., Opitz, L., Salinas-Riester, G. & Engel, W. Плурипотентні ембріональні стовбурові клітини та багатопотужні стовбурові клітини дорослих зародкових ліній виявляють подібні транскриптоми, включаючи гени, пов'язані з плюрипотентністю. Мол. Гул. Докори. 16, 846–855 (2010)

Irizarry, R. A. та співавт. Дослідження, нормалізація та зведення даних про рівень зондів масиву олігонуклеотидних масивів. Біостатистика 4, 249–264 (2003)

Сміт, Г. К. Лінійні моделі та емпіричні методи Баєса для оцінки диференціальної експресії в експериментах з мікрочипами. Стат. Заяв. Genet. Мол. Біол. http://dx.doi.org/10.2202/1544-6115.1027 (12 лютого 2004 р.)

Кліппер-Аурбах, Ю. та ін. Математичні формули для прогнозування залишкової функції β-клітин протягом перших двох років захворювання у дітей та підлітків із інсулінозалежним цукровим діабетом. Мед. Гіпотези 45, 486–490 (1995)

Quince, C., Lanzen, A., Davenport, R. J. & Turnbaugh, P. J. Видалення шуму з піросеквенсованих ампліконів. BMC Біоінформатика 12, 38 (2011)

Капорасо, Дж. Г. та ін. QIIME дозволяє аналізувати високопродуктивні дані послідовності спільнот. Методи природи 7, 335–336 (2010)

Schloss, P. D. та співавт. Представляємо mothur: програмне забезпечення для опису та порівняння мікробних спільнот з відкритим кодом, незалежне від платформи програмне забезпечення, яке підтримується громадою. Заяв. Навколишнє середовище. Мікробіол. 75, 7537–7541 (2009)

DeSantis, T. Z. та співавт. Greengenes, перевірена химерою база даних генів 16S рРНК та робочий стіл, сумісний з ARB. Заяв. Навколишнє середовище. Мікробіол. 72, 5069–5072 (2006)

Капорасо, Дж. Г. та ін. PyNAST: гнучкий інструмент для вирівнювання послідовностей до вирівнювання шаблону. Біоінформатика 26, 266–267 (2010)

Wang, Q., Garrity, G.M., Tiedje, J.M. & Cole, J.R.Наївний байєсівський класифікатор для швидкого присвоєння послідовностей рРНК в новій бактеріальній систематиці. Заяв. Навколишнє середовище. Мікробіол. 73, 5261–5267 (2007)

Сегата, Н. та ін. Відкриття та пояснення метагеномічного біомаркера. Геном Біол. 12, R60 (2011)

Готорн, Т., Бретц, Ф. та Вестфолл, П. Одночасне виведення у загальних параметричних моделях. Biom. J. 50, 346–363 (2008)

Подяка

Ми вдячні К. Бурмейстеру та Й. Хасавне за технічну допомогу та Х. Вагнеру за щедру допомогу Myd88 -/- миші. Ми вдячні К. Оффе та докторській програмі «Медичні науки про життя та технології» за надання стипендії Дж. протягом одного року. Ця робота була підтримана частково Центром клітинної та генної терапії LOEWE у Франкфурті (CGT, III L 4-518/17.004) та інституційними коштами Георга-Шпаєра-Хауса, а також грантами Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ( Gr1916/5-1), Deutsche Krebshilfe (108872) та ERC (ROSCAN-281967) до ФРН Обчислювальна інфраструктура, надана S.W.P. Центром біоінформатики та обчислювальної біології Університету штату Делавер та Інститутом біотехнологій Делавер за підтримки грантів Національного інституту здоров’я США Національного інституту загальних медичних наук (8 P20 GM103446-12) та Національного наукового фонду США EPSCoR ( EPS-081425). Ця робота була підтримана грантами Deutsche Krebshilfe (107977) та DFG (AR710/2-1) для M.C.A.

Інформація про автора

Поточна адреса: Поточна адреса: Frutarom Savory Solutions, 49451 Holdorf, Німеччина.,

Манон Д. Шульц, ğiğdem Atay та Jessica Heringer: Ці автори однаково внесли свій внесок у цю роботу.

Приналежності

Інститут молекулярної імунології, Klinikum rechts der Isar, Технічний університет Мюнхен, 81675 Мюнхен, Німеччина

Манон Д. Шульц, Шидем Атай, Джессіка Герінгер, Франциска К. Ромріг, Сара Швіталла та Мелек К. Аркан

Кафедра молекулярної біології та генетики, Університет Богазічі, 34342 Бебек, Стамбул, Туреччина

Георг-Шпаєр-Хаус, Інститут біології пухлин та експериментальної терапії, 60596 Франкфурт-на-Майні, Німеччина

Пол К. Циглер, Джулія Варга та Флоріан Р. Гретен

Німецький консорціум раку (DKTK), 69120 Гейдельберг, Німеччина

Пол К. Циглер, Джулія Варга, Томас Кіршнер та Флоріан Р. Гретен

Німецький центр дослідження раку (DKFZ), 69120 Гейдельберг, Німеччина

Пол К. Циглер, Джулія Варга, Томас Кіршнер та Флоріан Р. Гретен

Кафедра внутрішньої медицини II, Університет Матгейма, Медичний факультет Мангейма, Університет Гейдельберга, 68167 Мангейм, Німеччина

Базова установка мікрочипів та глибокого секвенування, Університетський медичний центр Геттінген, 37077 Геттінген, Німеччина

Клаудія Поммеренке та Габріела Салінас-Рістер

Інститут математичної статистики Технічного університету Мюнхен, 81675 Мюнхен, Німеччина

Кафедра шлунково-кишкової мікробіології, Німецький інститут харчування людини Потсдам-Ребрукке, 14558 Nuthetal, Німеччина

Карл Альперт і Майкл Блаут

Центр біоінформатики та обчислювальної біології, Делаверський інститут біотехнології, Університет штату Делавер, Ньюарк, 19711, Делавер, США

Сара К. Полсон і Шон В. Полсон

Інститут патології Університету Людвіга Максиміліана, 80337 Мюнхен, Німеччина

Лідія Брандл та Томас Кіршнер

Ви також можете шукати цього автора в PubMed Google Scholar

Внески

M.D.S., Ç.A., J.H. та M.C.A. виконував експериментальну роботу та керував аналізом даних. F.K.R., S.S., B.A., P.K.Z., J.V., W.R. та F.R.G. допомога у збиранні зразків, трансплантації кісткового мозку та проточному цитометричному аналізі. C.P. та Г.С.-Р. проводили підготовку зразків та аналізи мікрочипів. А.Б. проводив статистичний аналіз. C.A. та М.Б. виконана газова хроматографія. ФУНТ. та Т.К. надав зразки людини та оцінив усі гістологічні зрізи. S.C.P. та S.W.P. провів обчислювальний аналіз послідовності генів 16S рРНК. M.C.A. розробив дослідження та підготував рукопис.

Відповідний автор

Декларації про етику

Конкуруючі інтереси

Автори декларують відсутність конкуруючих фінансових інтересів.

Розширені дані та таблиці

Розширені дані Рисунок 1 HFD прискорює канцерогенез незалежно від ожиріння та резистентності до інсуліну.

Розширені дані Рисунок 2 Імунна відповідь господаря зменшується К-рас G12Dint мишей.

Розширені дані Рисунок 3 HFD призводить до змін у мікрофлорі кишечника.

a, b, Результати лінійного дискримінантного аналізу (LDA) за величиною ефекту (LEfSe) показали бактерії, які в значній мірі відрізнялись між собою К-рас G12Dint контролю мишей та односвітника на HFD та вказав розмір ефекту кожного диференціально рясного бактеріального таксону в тонкому кишечнику (LSL-K-ras G12D /+ елементи керування, n = 3; К-рас G12Dint мишей, n = 8) (a) і товстої кишки (LSL-K-ras G12D /+ елементи керування, n = 5; К-рас G12Dint мишей, n = 7) (b). c, Відносна велика кількість Ешерихії/Шигела spp. і Хелікобактер spp. в тонкому кишечнику Росії К-рас G12Dint мишей на ND або HFD.

Розширені дані Рисунок 4 Системне видалення Myd88 запобігає прогресуванню пухлини в К-рас G12Dint мишей.

Розширені дані Рисунок 5 Бактеріальний склад відрізняється К-рас G12Dint мишей з тканиноспецифічною та системною делецією Myd88.

Результати LEfSe показали, що склад мікробіоти тонкої кишки суттєво відрізнявся у тих, хто годував HFD К-рас G12Dint миші з і без Myd88 видалення в МЕК (a) або гемопоетичні клітини (b, c) (Myd88 IEC К-рас G12Dint мишей, n = 4; К-рас G12Dint + WT BM мишей, n = 4; К-рас G12Dint + MyD88 -/-БМ мишей, n = 4; К-рас G12Dint мишей, n = 8).