انتقال افقی ژن از مادر به نوزاد بر تجمع میکروبیوم روده، رشد عصبی و بلوغ ایمنی در نوزادان تأثیر می گذارد.

از

پروفایل‌های متابولومیک مادر و نوزاد مقایسه شد و ویژگی‌های خاص نوزاد در پروفایل‌های متابولومیک برای تعیین الگوهای طولی مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این، طیف سنجی جرمی پشت سر هم برای تعیین ارتباط بین شیر مادر و متابولوم نوزاد استفاده شد. اثرات رژیم غذایی بر روی نوزادان با مقایسه پروفایل های متاژنومی و متابولومیک و نشانگرهای التهاب سیستمیک و روده ای نوزادانی که با شیر مادر تغذیه شده بودند با نوزادانی که شیر خشک هیدرولیز شده یا معمولی دریافت کرده بودند مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج

در مطالعه اخیر منتشر شده در سلولمحققان از یک رویکرد چند omics برای تعیین مشخصات میکروبیوم‌ها و متابولوم‌های روده مادران و نوزادان استفاده کردند تا انتقال عمودی و افقی گونه‌ها و سویه‌های باکتریایی و همچنین ژن‌های فردی را تعیین کنند و پویایی مجموعه میکروبیوم روده را که شکل‌دهنده رشد آن است، درک کنند. نوزاد قبل و بعد از تولد

مطالعه: عناصر ژنتیکی متحرک از میکروبیوم مادر، مجموعه میکروبی روده نوزاد و متابولیسم را شکل می‌دهند. اعتبار تصویر: Design_Cells/Shutterstock
مطالعه: عناصر ژنتیکی متحرک از میکروبیوم مادر، مجموعه میکروبی روده نوزاد و متابولیسم را شکل می‌دهند. اعتبار تصویر: Design_Cells/Shutterstock

زمینه

علاوه بر این، هاپلوتیپ‌های پلی‌مورفیسم تک نوکلئوتیدی (SNP) سویه‌های غالب گونه‌های باکتریایی برای شناسایی سویه‌های یکسان بین مادر و نوزاد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. رویدادهایی که شامل ظهور این سویه‌ها در میکروبیوم روده نوزاد می‌شد، مورد توجه قرار گرفت. علاوه بر این، تأثیر فراوانی نسبی گونه‌های میکروبی روده مادر بر ساختار میکروبیوم روده نوزاد نیز برای تعیین سهم مادر در جمع‌آوری میکروبیوم روده نوزاد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

نتایج انتقال در مقیاس بزرگ، از مادر به نوزاد، عناصر ژنتیکی متحرک را که معمولاً با ژن‌های دخیل در سازگاری‌های مرتبط با رژیم غذایی مرتبط است، گزارش کردند. تنوع متابولوم‌های نوزادان کمتر از متابولوم‌های مادران بود، اما متابولوم‌های نوزاد حاوی تعداد زیادی انجمن‌های میکروب-متابولیت جدید و متابولیت‌های منحصربه‌فردی بود که در متابولوم‌های مادر یافت نشد. یکی از این ارتباط ها که منحصر به متابولوم های نوزاد بود، رابطه معکوس بین آن ها بود بیفیدوباکتریوم لانگوم و اینوزین که دارای خواص تعدیل کننده ایمنی و محافظت کننده عصبی است.

پروفایل های متابولیک نیز تغییراتی را در اسیدهای صفراوی مدفوع در زنان باردار نشان داد که با افزایش کونژوگه تائورین مرتبط بود. میکروبیوتای روده افزایش نشان داد بیلوفیلا وادسورثیا، یک گونه باکتری که سولفات ها را کاهش می دهد و تورین را تجزیه می کند.

نتیجه گیری

مرجع مجله:

  • Vatanen, T., Jabbar, KS, Ruohtula, T., Honkanen, J., Avila-Pacheco, J., Siljander, H., Stražar, M., Oikarinen, S., Hyöty, H., Ilonen, J. ، میچل، سی ام، یاسور، ام.، ویرتانن، اس ام، کلیش، سی بی، پلیشتا، DR، ولاماکیس، اچ، نیپ، ام.، و خاویر، آر جی (2022). عناصر ژنتیکی متحرک از میکروبیوم مادر، مجموعه میکروبی روده نوزاد و متابولیسم را شکل می دهند. سلول. doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.11.023 https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)01467-2



منبع

جفت‌های متعددی از مادران و نوزادانی که دارای ژن‌های میکروب روده مشترک بودند، برای تأیید انتقال ژن بین مادر و نوزاد، به صورت دوتایی هم‌تراز شدند. ژن‌های مشترک به پایگاه‌های داده‌ای مانند uniprot، کیوتو دایره‌المعارف ژن‌ها و ژنوم‌ها، و تبارشناسی تکاملی ژن‌ها: گروه‌های ارتولوگ غیر نظارت‌شده (eggNOG) نگاشت شدند تا دخالت ژن‌ها با عملکردهای مرتبط با متحرک‌ها مانند کونژوگه و انتقال در ژن افقی تعیین شود. منتقل کردن. فراوانی بیولوژیکی و شیوع ژن‌های میکروبی برای درک بیشتر ارتباط انتقال ژن بین گونه‌ای از مادر به نوزاد محاسبه شد.

به طور کلی، نتایج گزارش کردند که میکروبیوتای مادر و عوامل غذایی بر رشد مشترک میکروبیوم و متابولوم نوزادان تأثیر می‌گذارند و بر رشد عصبی و بلوغ ایمنی آنها تأثیر می‌گذارند. علاوه بر این، تأثیرات مادر بر میکروبیوم روده و فعالیت‌های متابولیکی نوزادان نیز از طریق انتقال افقی ژن بین گونه‌ای از مادر به نوزاد اعمال می‌شود. علاوه بر این، شناسایی برهمکنش‌های میکروب-متابولیت منحصر به فرد برای نوزادان نشان می‌دهد که میکروب‌ها نقش مهمی در رشد اولیه بازی می‌کنند، که باید بیشتر مورد بررسی قرار گیرد.

متابولیت های تولید شده توسط میکروبیوتای روده نیز با رشد شناختی نوزاد مرتبط است. با این حال، توسعه میکروبیوم ها و متابولوم های روده در مرحله پری ناتال و نقش آنها در رشد نوزاد نامشخص است.

در مورد مطالعه

انتقال عمودی باکتری های روده از مادر به جنین در دوران بارداری و انتقال افقی میکروب ها از طریق شیر مادر نقش حیاتی در رشد جسمی و شناختی نوزاد تا مدت ها پس از تولد دارد. مطالعات ارتباط بین ترکیب میکروبیوتای روده شیر مادر و رشد سیستم ایمنی نوزاد و همچنین شرایط خودایمنی و آلرژی را نشان داده اند. علاوه بر این، آلرژی ها و اختلالات خودایمنی نیز با پروتئین های برون زا در شیر خشک نوزاد مرتبط است.

نشانگرهای التهابی مانند علائم سیتوکین، و پروفایل متابولوم نوزادانی که با شیر مادر تغذیه می‌شوند، در مقایسه با نوزادانی که شیرخشک معمولی هیدرولیز نشده به آنها داده شد، تفاوت معنی‌داری داشت. نوزادانی که شیر مادر دریافت کردند نشانگرهای التهاب روده مانند بتا-دفنسین 2 و کالپروتکتین جنینی را افزایش دادند که با نشانگرهای پیش التهابی همبستگی معکوس داشتند. علاوه بر این، میکروب های یافت شده در شیر مادر به طور مثبت با ایکوزانوئیدها و سایر واسطه های التهابی روده در نوزادان مرتبط بودند. نوزادانی که از شیر مادر تغذیه می‌کردند بلوغ اولیه ایمنی را تجربه کردند و در نتیجه تحمل ایمنی را افزایش دادند.

در مطالعه حاضر، محققان از نمونه‌های سرم نوزاد و نمونه‌های مدفوع جمع‌آوری‌شده طولی از 137 مادر و 74 نوزاد، از جمله 70 جفت مادر و نوزاد استفاده کردند. نمونه‌ها تحت آنالیزهای مختلفی از جمله توالی‌یابی متاژنومی عمیق، سنجش‌هایی برای اندازه‌گیری سیتوکین‌های در گردش، نشانگرهای التهاب روده، و نفوذپذیری روده، و همچنین پروفایل‌های غیرهدفمند متابولیت‌های مدفوع قرار گرفتند.

تغییرات و ارتباط بین پروفایل های متابولومیک و متاژنومی مادران و نوزادان در طول زمان مورد ارزیابی قرار گرفت. برای تجزیه و تحلیل داده‌های متابولومیک از دو رویکرد استفاده شد – استانداردهای مرجع برای حاشیه‌نویسی پیک‌ها و نسبت جرم به بار به پایگاه داده متابولوم انسانی برای شناسایی ویژگی‌های متابولومیک ترکیبات منحصربه‌فرد نگاشت شدند.