炎症性肠病的饮食与微生物组连接

关于影响人类炎症性肠病(IBD)的因素仍然很神秘，但作为关键因素出现的一个方面是肠道微生物组，即栖息在肠中的微生物的集合。

已知饮食会深刻影响这种微生物群落，特殊饮食已被用作肠道疾病的治疗方法，包括人类的克罗恩病。它们也常用于狗，它可以发展出反映克罗恩病许多特征的慢性肠道疾病。

在杂志上发表的一项新的研究微生物组，从宾夕法尼亚大学的研究人员调查了饮食处方，肠道微生物，并成功进入缓解病情在接受宾夕法尼亚大学兽医的Ryan兽医院治疗宠物狗之间的连接。他们发现了微生物组和相关代谢产物的关键特征，这些特征仅出现在进入疾病缓解期的狗身上。一种产生这些化合物的细菌，称为二级胆汁酸，可以减轻小鼠模型中的疾病。比较饮食对狗的微生物组的影响与克罗恩病儿童饮食治疗期间的影响，研究小组发现了显着的相似性。

“已知肠道内的细菌是影响疾病的重要因素，”该工作的资深作者，宾夕法尼亚大学兽医学院助理教授丹尼尔贝廷说。“对于微生物组的快速变化似乎贡献最大的环境因素就是你吃的东西。鉴于狗的微生物组与人类非常相似，我们认为这是一个有趣的模型，'饮食会影响这种疾病是通过对微生物群的影响吗?'“

要开始追求这个问题，需要治疗患有犬慢性肠病(CE)的宠物狗群体，这是一种慢性疾病，包括体重减轻和肠道炎症，腹泻，偶尔呕吐，食欲不振，以及慢性复发和缓解，正如克罗恩病。该研究涉及53只狗，29只CE在Penn Vet's Ryan兽医医院接受治疗，24名健康对照。

研究人员在研究开始时和不同时间收集粪便样本，因为病犬开始处方饮食来治疗他们的疾病。利用先进的基因测序技术，该团队开发了粪便中存在的微生物目录，这是动物肠道微生物组的替代品。他们还收集了有关粪便中存在的代谢产物的信息。

“这为我们提供了微生物组的功能读数，”贝廷说。“它不仅告诉我们谁在那里，而且还告诉我们他们正在做什么。”

29只病犬中有20只迅速进入缓解期。基因组和代谢物分析共同揭示了这些狗的特征性变化。特别是那些对饮食反应良好的人往往会增加被称为二级胆汁酸的代谢物。当肠道中的某些微生物消耗肝脏释放的胆汁时，就会产生这些。

其中一种可以产生二级胆汁酸的“好”微生物是细菌Clostridium hiranonis，研究人员在进入缓解期的狗中发现了更多的这种细菌。对饮食反应良好的狗在开始治疗后也有较少的有害细菌，如大肠杆菌和产气荚膜梭菌。

为了更多地了解这些明显的缓解标志物，这个团队从狗身上带走了细菌 - 无论是生病还是进入缓解期 - 并在实验室中培育出来。

“拥有这些生物使我们有机会检验我们关于实际导致缓解的假设，”Penn Vet的博士后王帅和该研究的第一作者说。

研究人员发现二级胆汁酸与缓解有关，将它们应用于从病犬身上生长的大肠杆菌和产气荚膜梭菌，发现胆汁酸抑制了它们的生长。他们还将来自狗的C. hiranonis给予患有炎症性肠病的小鼠，以观察细菌是否可以在不同的动物模型中减少疾病。

“我们观察到二级胆汁酸水平稳定并减少炎症，”王说。

“这使我们能够证明，继发性胆汁酸和C. hiranonis不仅仅是缓解的生物标志物，”Beiting说，“它们实际上可以改变。胆汁酸可以阻止病原体的生长，而C. hiranonis可以改善肠道健康在老鼠身上。“

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