Ви благодариме што ја посетивте Nature.com. Верзијата на прелистувачот што ја користите има ограничена CSS поддршка. За најдобри резултати, препорачуваме да користите понова верзија на вашиот прелистувач (или да го оневозможите режимот на компатибилност во Internet Explorer). Во меѓувреме, за да обезбедиме континуирана поддршка, ја прикажуваме страницата без стилизирање или JavaScript.
Раната дијагноза на есенцијален тремор (ЕТ) може да биде предизвикувачка, особено кога се разликува од здрави контроли (ЗК) и Паркинсонова болест (ЗБ). Неодамна, анализата на примероци од столицата за цревна микробиота и нејзините метаболити обезбеди нови методи за откривање на нови биомаркери на невродегенеративни заболувања. Кратковерижните масни киселини (ККМК), како главен метаболит на цревната флора, се намалени во фецесот кај ЗБ. Сепак, фекалните ККМК никогаш не биле проучувани кај ЗБ. Нашата цел беше да ги испитаме фекалните нивоа на ККМК кај ЗБ, да ја процениме нивната врска со клиничките симптоми и цревната микробиота и да ја утврдиме нивната потенцијална дијагностичка способност. Фекалните ККМК и цревната микробиота беа измерени кај 37 ЗБ, 37 нови ЗБ и 35 ЗБ. Запекот, автономната дисфункција и сериозноста на треморот беа оценети со помош на скали. Фекалните нивоа на пропионат, бутират и изобутират беа пониски кај ЗБ отколку кај ЗБ. Комбинација од пропионски, бутерни и изобутерни киселини го разликува ET од HC со AUC од 0,751 (95% CI: 0,634–0,867). Нивоата на изовалеринска киселина и изобутерна киселина во фекалот беа пониски кај ET отколку кај PD. Изовалеринската киселина и изобутерната киселина разликуваат помеѓу ET и PD со AUC од 0,743 (95% CI: 0,629–0,857). Фекалниот пропионат е обратно поврзан со запек и автономна дисфункција. Изовалеринската киселина и изовалеринската киселина се обратно поврзани со сериозноста на треморот. Намалувањето на содржината на SCFA во фекалот беше поврзано со намалување на изобилството на Faecalibacterium и Streptobacterium во ET. Така, содржината на SCFA во фецесот се намалува кај ET и е поврзана со сериозноста на клиничката слика и промените во цревната микробиота. Пропионската киселина, бутерната киселина, изобутерната киселина и изовалеринската киселина во фецесот може да бидат потенцијални дијагностички и диференцијални дијагностички биомаркери за етеричен синдром.
Есенцијалниот тремор (ЕТ) е прогресивно, хронично невродегенеративно нарушување кое се карактеризира првенствено со тремор на горните екстремитети, кој може да влијае и на други делови од телото како што се главата, гласните жици и долните екстремитети1. Клиничките карактеристики на ЕТ вклучуваат не само моторни симптоми, туку и некои немоторни знаци, вклучувајќи гастроинтестинални заболувања2. Спроведени се бројни студии за да се испитаат патолошките и физиолошките карактеристики на есенцијалниот тремор, но не се идентификувани јасни патофизиолошки механизми3,4. Неодамнешните студии сугерираат дека дисфункцијата на оската микробиота-црева-мозок може да придонесе за невродегенеративни заболувања, а има растечки докази за потенцијална двонасочна врска помеѓу цревната микробиота и невродегенеративните заболувања5,6. Имено, во еден извештај за случај, трансплантацијата на фекална микробиота го подобрила и есенцијалниот тремор и синдромот на иритабилно црево кај пациент, што може да укажува на тесна врска помеѓу цревната микробиота и есенцијалниот тремор. Покрај тоа, откривме и специфични промени во цревната микробиота кај пациенти со ЕТ, што силно ја поддржува важната улога на цревната дисбиоза кај ЕТ8.
Во однос на цревната дисбиоза кај невродегенеративните заболувања, Паркинсонова болест е најшироко проучуваната болест5. Неурамнотежената микробиота може да ја зголеми цревната пропустливост и да ја активира цревната глија, што доведува до алфа-синуклеинопатии9,10,11. Паркинсонова болест и постурален тремор имаат одредени преклопувачки карактеристики, како што се слична фреквенција на тремор кај пациенти со Паркинсонова болест и Паркинсонова болест, преклопувачки тремор во мирување (типичен тремор кај Паркинсонова болест) и постурален тремор (најчесто се среќава кај пациенти со Паркинсонова болест), што го отежнува нивното разликување. рани фази 12. Затоа, итно треба да отвориме корисен прозорец за да направиме разлика помеѓу Паркинсонова болест и Паркинсонова болест. Во овој контекст, проучувањето на специфичната цревна дисбиоза и поврзаните промени на метаболитите кај Паркинсонова болест и идентификувањето на нивните разлики од Паркинсонова болест може да станат потенцијални биомаркери за дијагноза и диференцијална дијагноза на Паркинсонова болест.
Кратковерижните масни киселини (SCFA) се главните метаболити произведени со ферментација на диететски влакна во цревата и се смета дека играат клучна улога во интеракциите помеѓу цревата и мозокот13,14. SCFA се апсорбираат од клетките на дебелото црево и се транспортираат до црниот дроб преку порталниот венски систем, а некои SCFA влегуваат во системската циркулација. SCFA имаат локални ефекти врз одржувањето на интегритетот на цревната бариера и промовирањето на вродениот имунитет во цревната слузница15. Тие исто така имаат долгорочни ефекти врз крвно-мозочната бариера (BBB) ​​​​со стимулирање на протеините со тесна врска и активирање на невроните со стимулирање на рецепторите поврзани со G протеинот (GPCR) за да го преминат BBB16. Ацетатот, пропионатот и бутиратот се најзастапените SCFA во дебелото црево. Претходните студии покажаа намалени нивоа на оцетна, пропионска и бутерна киселина во фекалната состојба кај пациенти со Паркинсонова болест17. Сепак, нивоата на SCFA во фекалната состојба никогаш не биле проучувани кај пациенти со ET.
Според тоа, нашата студија имаше за цел да идентификува специфични промени во фекалните SCFA кај пациенти со ET и нивните разлики од пациентите со PD, проценувајќи ја врската на фекалните SCFA со клиничките симптоми на SCFA и цревната микробиота, како и идентификувајќи ги потенцијалните дијагностички и диференцијално дијагностички способности на фекалните примероци. KZHK. За да се справиме со збунувачките фактори поврзани со лековите против PD, ги избравме пациентите со новопојавена Паркинсонова болест како контролна група на болеста.
Демографските и клиничките карактеристики на 37-те ET, 37-те PD и 35-те HC се сумирани во Табела 1. ET, PD и HC беа усогласени според возраста, полот и BMI. Трите групи, исто така, имаа слични пропорции на пушење, пиење алкохол и пиење кафе и чај. Wexner-овиот резултат (P = 0,004) и HAMD-17-овиот резултат (P = 0,001) кај PD групата беа повисоки од оние кај HC групата, а HAMA-овиот резултат (P = 0,011) и HAMD-17-овиот резултат (P = 0,011) кај ET групата беа повисоки од оние кај HC групата. Текот на болеста кај ET групата беше значително подолг отколку кај PD групата (P<0,001).
Постоеја значајни разлики во нивоата во фекалната плазма на фекална пропионска киселина (P = 0,023), оцетна киселина (P = 0,039), бутерна киселина (P = 0,020), изовалеринска киселина (P = 0,045) и изобутерна киселина (P = 0,015). Во понатамошна пост-хок анализа, нивоата на пропионска киселина (P = 0,023), бутерна киселина (P = 0,007) и изобутерна киселина (P = 0,040) во групата со етерична киселина беа значително пониски од оние во групата со HC. Пациентите со етерична киселина имаа пониски нивоа на изовалерат (P = 0,014) и изобутират (P = 0,005) од пациентите со Паркинсонова болест. Дополнително, нивоата на фекална пропионска киселина (P = 0,013), оцетна киселина (P = 0,016) и бутерна киселина (P = 0,041) беа пониски кај пациенти со Паркинсонова болест отколку кај пациенти со карцином на белите дробови (Сл. 1 и Дополнителна табела 1).
ag претставува групна споредба на пропионска киселина, оцетна киселина, бутерна киселина, изовалеринска киселина, валеринска киселина, капроична киселина и изобутерна киселина, соодветно. Постоеја значајни разлики во нивоата на фекална пропионска киселина, оцетна киселина, бутерна киселина, изовалеринска киселина и изобутерна киселина помеѓу трите групи. ET есенцијален тремор, Паркинсонова болест, здрава HC контрола, SCFA. Значајните разлики се означени со *P < 0,05 и **P < 0,01.
Земајќи ја предвид разликата во текот на болеста помеѓу групата со етерична болест (ЕТ) и групата со Паркинсонова болест (ПД), тестиравме 33 пациенти со рана ПД и 16 пациенти со ЕТ (тек на болеста ≤3 години) за понатамошна споредба (Дополнителна табела 2). Резултатите покажаа дека содржината на фекална пропионска киселина во ЕТ беше значително пониска од онаа на ХА (P = 0,015). Разликата помеѓу ЕТ и ХЦ за бутерна киселина и изобутерна киселина не беше значајна, но сепак беше забележан тренд (P = 0,082). Нивоата на фекален изобутират беа значително пониски кај пациенти со ЕТ во споредба со пациенти со ПД (P = 0,030). Разликата помеѓу ЕТ и ПД на изовалеричната киселина не беше значајна, но сепак имаше тренд (P = 0,084). Пропионската киселина (P = 0,023), оцетната киселина (P = 0,020) и бутерната киселина (P = 0,044) беа значително пониски кај пациентите со ПД отколку кај пациентите со ХЦ. Овие резултати (Дополнителна слика 1) генерално се во согласност со главните резултати. Разликата во резултатите помеѓу вкупниот примерок и подгрупата на пациенти од рана возраст може да се должи на помалата големина на примерокот во подгрупата, што резултира со помала статистичка моќ на податоците.
Потоа испитавме дали нивоата на фекални SCFA можат да ги разликуваат пациентите со ET од пациентите со CU или PD. Според ROC анализата, разликата во AUC на нивоата на пропионат беше 0,668 (95% CI: 0,538-0,797), што овозможи да се разликуваат пациентите со ET од HC. Пациентите со ET и GC можеа да се разликуваат според нивоата на бутират со AUC од 0,685 (95% CI: 0,556–0,814). Разликите во нивоата на изобутерна киселина можат да ги разликуваат пациентите со ET од HC со AUC од 0,655 (95% CI: 0,525–0,786). При комбинирање на нивоата на пропионат, бутират и изобутират, добиен е повисок AUC од 0,751 (95% CI: 0,634–0,867) со сензитивност од 74,3% и специфичност од 72,9% (Сл. 2а). За да се направи разлика помеѓу пациентите со етерична треска и пациенти со Паркинсонова болест, AUC за нивоата на изовалеринска киселина беше 0,700 (95% CI: 0,579–0,822), а за нивоата на изобутерна киселина беше 0,718 (95% CI: 0,599–0,836). Комбинацијата на нивоата на изовалеринска киселина и изобутерна киселина имаше повисок AUC од 0,743 (95% CI: 0,629–0,857), сензитивност од 74,3% и специфичност од 62,9% (Сл. 2б). Дополнително, испитавме дали нивоата на SCFA во фецесот на пациенти со Паркинсонова болест се разликуваат од контролната група. Според ROC анализата, AUC за идентификување на пациенти со Паркинсонова болест врз основа на разликите во нивоата на пропионска киселина беше 0,687 (95% CI: 0,559-0,814), со сензитивност од 68,6% и специфичност од 68,7%. Разликите во нивоата на ацетат може да ги разликуваат пациентите со Паркинсонова болест од пациентите со HC со AUC од 0,674 (95% CI: 0,542–0,805). Пациентите со Паркинсонова болест може да се разликуваат од CU само според нивоата на бутират со AUC од 0,651 (95% CI: 0,515–0,787). При комбинирање на нивоата на пропионат, ацетат и бутират, добиен е AUC од 0,682 (95% CI: 0,553–0,811) (Сл. 2в).
Дискриминација на Руската православна црква против ET и HC; б дискриминација на Руската православна црква против ET и PD; в дискриминација на РПЦ против PD и HC. ET есенцијален тремор, Паркинсонова болест, контрола кај здрав HC, SCFA.
Кај пациенти со етерична трансплантација (ЕТ), нивоата на фекална изобутерна киселина беа негативно корелирани со FTM резултатот (r = -0,349, P = 0,034), а нивоата на фекална изовалеринска киселина беа негативно корелирани со FTM резултатот (r = -0,421, P = 0,001) и TETRAS резултатот. (r = -0,382, P = 0,020). Кај пациенти со ЕТ и Паркинсонова болест (ПД), нивоата на фекален пропионат беа негативно корелирани со SCOPA-AUT резултати (r = -0,236, P = 0,043) (Сл. 3 и Дополнителна табела 3). Немаше значајна корелација помеѓу текот на болеста и SCFA ниту во групата со ЕТ (P ≥ 0,161) ниту во групата со ПД (P ≥ 0,246) (Дополнителна табела 4). Кај пациенти со Паркинсонова болест, нивоата на капроична киселина во фекалиите беа позитивно корелирани со MDS-UPDRS резултатите (r = 0,335, P = 0,042). Кај сите учесници, нивоата на пропионат во фекалиите (r = -0,230, P = 0,016) и ацетат (r = -0,210, P = 0,029) беа негативно корелирани со Wexner резултатите (Сл. 3 и Дополнителна табела 3).
Нивоата на изобутерна киселина во фекалот беа негативно корелирани со FTM резултатите, изовалеринската киселина беше негативно корелирана со FTM и TETRAS резултатите, пропионската киселина беше негативно корелирана со SCOPA-AUT резултатите, капроичната киселина беше позитивно корелирана со MDS-UPDRS резултатите, а пропионската киселина беше негативно корелирана со FTM и TETRAS резултатите. TETRAS и оцетната киселина беа негативно корелирани со Wexner резултатот. Верзија спонзорирана од Здружението MDS-UPDRS на унифицираната скала за оценување на Паркинсонова болест, Mini-Mental State Examination MMSE, Hamilton Depression Rating Scale HAMD-17, 17 ставки, Hamilton Anxiety Rating Scale HAMA, HY Hoehn and Yahr stages, SCFA, SCOPA – AUT Parkinson’s Disease Autonomic Symptom Outcome Scale, FTM Fana-Tolosa-Marin Clinical Tremor Rating Scale, TETRAS Research Group (TRG) Essential Tremor Rating Scale. Значајните разлики се означени со *P < 0,05 и **P < 0,01.
Понатаму ја истраживме дискриминаторската природа на цревната микробиота користејќи LEfSE анализа и го избравме нивото на податоци за релативно изобилство на родот за понатамошна анализа. Споредби беа направени помеѓу ET и HC и помеѓу ET и PD. Потоа беше извршена корелациска анализа на Спирман на релативното изобилство на цревната микробиота и нивоата на фекални SCFA во двете споредбени групи.
Faecalibacterium (во корелација со бутерна киселина, r = 0,408, P < 0,001), Lactobacillus (во корелација со бутерна киселина, r = 0,283, P = 0,016), Streptobacterium (во корелација со пропионска киселина, r = 0,327) беа присутни во анализата на ET и CA., P = 0,005; во корелација со бутерна киселина, r = 0,374, P = 0,001; корелира со изобутерна киселина, r = 0,329, P = 0,005), Howardella (корелира со пропионска киселина, r = 0,242, P = 0,041), Raoultella (корелира со пропионат, r = 0,249, P = 0,035) и Candidatus Arthromitus (корелира со изобутерна киселина, r = 0,302, P = 0,010) се покажа дека е намален во ET и позитивно корелира со нивоата на SCFA во фекалните масни киселини. Сепак, изобилството на Stenotropomonas се зголеми во ET и беше негативно корелирано со нивоата на фекален изобутират (r = -0,250, P = 0,034). По прилагодувањето на FDR, само корелациите помеѓу Faecalibacterium, Catenibacter и SCFA останаа значајни (P ≤ 0,045) (Сл. 4 и Дополнителна табела 5).
Корелациска анализа на ET и HC. По прилагодувањето на FDR, беше откриено дека изобилството на Faecalibacterium (позитивно поврзано со бутират) и Streptobacterium (позитивно поврзано со пропионат, бутират и изобутират) е намалено во ET и позитивно поврзано со нивоата на фекални SCFA. b Корелациска анализа на ET и PD. По прилагодувањето на FDR, не се пронајдени значајни асоцијации. ET есенцијален тремор, Паркинсонова болест, здрава HC контрола, SCFA. Значајните разлики се означени со *P < 0,05 и **P < 0,01.
При анализа на ET наспроти PD, беше утврдено дека Clostridium trichophyton е зголемен во ET и корелира со фекална изовалеринска киселина (r = -0,238, P = 0,041) и изобутерна киселина (r = -0,257, P = 0,027). По прилагодувањето на FDR, и двата останаа значајни (P≥0,295) (Слика 4 и Дополнителна табела 5).
Оваа студија е сеопфатна студија која ги испитува нивоата на SCFA во фекалните масни киселини (SCFA) и ги поврзува со промените во цревната микробиота и сериозноста на симптомите кај пациенти со ET во споредба со пациенти со CU и PD. Откривме дека нивоата на фекални SCFA биле намалени кај пациенти со ET и биле поврзани со клиничката сериозност и специфичните промени во цревната микробиота. Кумулативните нивоа на масни киселини со краток синџир (SCFA) во фецесот го разликуваат ET од GC и PD.
Во споредба со пациентите со GC, пациентите со ET имаат пониски нивоа на пропионска, бутерна и изобутерна киселина во фекалиите. Комбинацијата на пропионска, бутерна и изобутерна киселина може да направи разлика помеѓу ET и HC со AUC од 0,751 (95% CI: 0,634–0,867), сензитивност од 74,3% и специфичност од 72,9%, што укажува на нивна употреба како потенцијална улога како дијагностички биомаркери за ET. Понатамошната анализа покажа дека нивоата на фекална пропионска киселина се негативно корелирани со Wexner-овиот резултат и SCOPA-AUT-овиот резултат. Нивоата на фекална изобутерна киселина се обратно корелирани со FTM-овите. Од друга страна, намалувањето на нивоата на бутират во ET беше поврзано со намалување на изобилството на микробиота што произведува SCFA, Faecalibacterium и Categorybacter. Покрај тоа, намалувањето на изобилството на Catenibacter во ET беше поврзано и со намалување на нивоата на фекална пропионска и изобутерна киселина.
Повеќето SCFA произведени во дебелото црево се апсорбираат од колоноцитите првенствено преку H+-зависни или натриум-зависни монокарбоксилатни транспортери. Апсорбираните масни киселини со краток синџир се користат како извор на енергија за колоноцитите, додека оние што не се метаболизираат во колоноцитите се транспортираат во порталната циркулација 18. SCFA можат да влијаат на цревната подвижност, да ја подобрат функцијата на цревната бариера и да влијаат на метаболизмот и имунитетот на домаќинот 19. Претходно беше откриено дека фекалните концентрации на бутират, ацетат и пропионат се намалени кај пациенти со Паркинсонова болест во споредба со HCs 17, што е во согласност со нашите резултати. Нашата студија откри намалени SCFA кај пациенти со етерична трансформација, но малку се знае за улогата на SCFA во патологијата на етерична трансформација. Бутиратот и пропионатот можат да се врзат за GPCR и да влијаат на сигнализацијата зависна од GPCR, како што се сигнализацијата MAPK и NF-κB20. Основниот концепт на оската црево-мозок е дека SCFA што се лачат од цревните микроби можат да влијаат на сигнализацијата на домаќинот, со што влијаат на функцијата на цревата и мозокот. Бидејќи бутиратот и пропионата имаат моќни инхибиторни ефекти врз активноста на хистон деацетилазата (HDAC)21, а бутиратот може да дејствува и како лиганд за транскрипциските фактори, тие имаат широко распространети ефекти врз метаболизмот на домаќинот, диференцијацијата и пролиферацијата, првенствено поради нивното влијание врз регулацијата на гените22. Врз основа на докази од SCFA и невродегенеративни заболувања, бутиратот се смета за терапевтски кандидат поради неговата способност да ја корегира нарушената активност на HDAC, што може да посредува во смртта на допаминергичните неврони кај PD23,24,25. Студиите врз животни, исто така, ја покажаа способноста на бутиричната киселина да спречи дегенерација на допаминергичните неврони и да ги подобри нарушувањата на движењето кај моделите на PD26,27. Откриено е дека пропионската киселина ги ограничува воспалителните реакции и го штити интегритетот на крвно-мозочната бариера28,29. Студиите покажаа дека пропионската киселина го промовира преживувањето на допаминергичните неврони како одговор на токсичноста на ротенонот кај моделите на PD30 и дека оралната администрација на пропионска киселина го спасува губењето на допаминергичните неврони и моторните дефицити кај глувци со PD31. Малку е познато за функцијата на изобутиричната киселина. Сепак, неодамнешна студија покажа дека колонизацијата на глувци со B. ovale ја зголемила содржината на SCFA во цревата (вклучувајќи ацетат, пропионат, изобутират и изовалерат) и концентрацијата на GABA во цревата, истакнувајќи дека е воспоставена врска помеѓу цревната микробиота и цревните SCFA.32. За ET, абнормалните патолошки промени во малиот мозок вклучуваат промени во аксоните и дендритите на Пуркиниевите клетки, поместување и губење на Пуркиниевите клетки, промени во аксоните на кошничките клетки и абнормалности во асцендентните врски на влакната со Пуркиниевите клетки. 32. Останува нејасно дали SCFA се поврзани со невродегенерација на Пуркиниевите клетки и намалено производство на GABA во малиот мозок. Нашите резултати сугерираат тесна врска помеѓу SCFA и ET; сепак, дизајнот на напречниот пресек на студијата не дозволува никакви заклучоци за причинско-последичната врска помеѓу SCFA и процесот на болеста ET. Потребни се понатамошни лонгитудинални студии за следење, вклучувајќи сериски мерења на фекални SCFA, како и студии на животни кои ги испитуваат механизмите.
Се смета дека SCFA ја стимулираат контрактилноста на мазните мускули на дебелото црево34. Недостатокот на SCFA ќе ги влоши симптомите на запек, а суплементацијата со SCFA може да ги подобри симптомите на запек PD35. Нашите резултати, исто така, укажуваат на значајна поврзаност помеѓу намалената содржина на SCFA во фекалиите и зголемената запек и автономната дисфункција кај пациенти со етеричен тремор. Еден извештај за случај покажа дека трансплантацијата на микробиота ги подобрила и есенцијалниот тремор и синдромот на иритабилно црево кај пациент 7, што дополнително укажува на тесна врска помеѓу цревната микробиота и етерични тремор. Затоа, веруваме дека фекалните SCFA/микробиота може да влијаат на цревната подвижност на домаќинот и функцијата на автономниот нервен систем.
Студијата покажа дека намалените нивоа на фекални SCFA во ET беа поврзани со намалена изобилство на Faecalibacterium (поврзан со бутират) и Streptobacterium (поврзан со пропионат, бутират и изобутират). По FDR корекцијата, оваа врска останува значајна. Faecalibacterium и Streptobacterium се микроорганизми кои произведуваат SCFA. Познато е дека Faecalibacterium е микроорганизам кој произведува бутират36, додека главните производи на ферментацијата на Catenibacter се ацетат, бутират и млечна киселина37. Faecalibacterium беше откриен во 100% од двете групи, ET и HC; Средната релативна изобилство на ET групата беше 2,06%, а на HC групата беше 3,28% (LDA 3,870). Категоријата бактерија беше откриена во 21,6% (8/37) од HC групата и само во 1 примерок од ET групата (1/35). Намалувањето и неоткривањето на стрептобактериите во ET може да укажува и на корелација со патогеноста на болеста. Средната релативна застапеност на видовите Catenibacter во HC групата беше 0,07% (LDA 2,129). Покрај тоа, млечнокиселинските бактерии беа поврзани со промени во фекалниот бутират (P = 0,016, P = 0,096 по прилагодувањето на FDR), а кандидатот за артритис беше поврзан со промени во изобутиратот (P = 0,016, P = 0,072 по прилагодувањето на FDR). По корекцијата на FDR, останува само трендот на корелација, што не е статистички значајно. Лактобацилите се познати и како производители на SCFA (оцетна киселина, пропионска киселина, изобутерна киселина, бутерна киселина) 38, а Candidatus Arthromitus е специфичен индуктор на диференцијација на Т-хелпер 17 (Th17) клетки, при што Th1/2 и Tregs се поврзани со имунолошката рамнотежа /Th1739. Неодамнешна студија сугерира дека покачените нивоа на фекален псевдоартритис може да придонесат за воспаление на дебелото црево, дисфункција на цревната бариера и системско воспаление 40. Clostridium trichophyton беше зголемен кај ET во споредба со PD. Се покажа дека изобилството на Clostridium trichoides е негативно корелирано со изовалеричната киселина и изобутерната киселина. По прилагодувањето на FDR, обете останаа значајни (P≥0,295). Clostridium pilosum е бактерија за која се знае дека е поврзана со воспаление и може да придонесе за дисфункција на цревната бариера 41. Нашата претходна студија објави промени во цревната микробиота кај пациенти со ET8. Овде, исто така, известуваме за промени во SCFA кај ET и идентификуваме поврзаност помеѓу цревната дисбиоза и промените во SCFA. Намалените нивоа на SCFA се тесно поврзани со цревната дисбиоза и сериозноста на треморот кај ET. Нашите резултати сугерираат дека оската црево-мозок може да игра важна улога во патогенезата на ET, но потребни се понатамошни студии кај животински модели.
Во споредба со пациентите со Паркинсонова болест, пациентите со етерична болест имаат пониски нивоа на изовалеринска и изобутерна киселина во фецесот. Комбинацијата на изовалеринска киселина и изобутерна киселина го идентификуваше етеричното растројство кај пациенти со Паркинсонова болест со AUC од 0,743 (95% CI: 0,629–0,857), сензитивност од 74,3% и специфичност од 62,9%, што укажува на нивната потенцијална улога како биомаркери во диференцијалната дијагноза на етерична болест. Нивоата на изовалеринска киселина во фецесот беа обратно пропорционални со FTM и TETRAS резултатите. Нивоата на изовалеринска киселина во фецесот беа обратно пропорционални со FTM резултатите. Намалувањето на нивоата на изобутерна киселина беше поврзано со намалување на изобилството на катобактерии. Малку е познато за функциите на изовалеринската киселина и изобутерната киселина. Претходна студија покажа дека колонизацијата на глувци со Bacteroides ovale ја зголемила содржината на SCFA во цревата (вклучувајќи ацетат, пропионат, изобутират и изовалерат) и концентрациите на GABA во цревата, истакнувајќи ја цревната врска помеѓу микробиотата и концентрациите на SCFA/невротрансмитери во цревата32. Интересно е што набљудуваните нивоа на изобутерна киселина биле слични помеѓу PD и HC групите, но се разликувале помеѓу ET и PD (или HC) групите. Изобутерната киселина можела да направи разлика помеѓу ET и PD со AUC од 0,718 (95% CI: 0,599–0,836) и да ги идентификува ET и NC со AUC од 0,655 (95% CI: 0,525–0,786). Покрај тоа, нивоата на изобутерна киселина корелираат со сериозноста на треморот, дополнително зајакнувајќи ја неговата поврзаност со ET. Прашањето дали оралната изобутерна киселина може да ја намали сериозноста на треморот кај пациенти со ET заслужува понатамошно проучување.
Така, содржината на фекални SCFA е намалена кај пациенти со ET и е поврзана со клиничката сериозност на ET и специфичните промени во цревната микробиота. Фекалниот пропионат, бутират и изобутират може да бидат дијагностички биомаркери за ET, додека изобутират и изовалератот може да бидат диференцијални дијагностички биомаркери за ET. Промените во фекалниот изобутират може да бидат поспецифични за ET отколку промените во другите SCFA.
Нашето истражување има неколку ограничувања. Прво, начините на исхрана и преференциите за храна можат да влијаат на експресијата на микробиотата, потребни се поголеми примероци од истражувањето во различни популации, а идните студии треба да воведат сеопфатни и систематски анкети за исхраната, како што се прашалници за фреквенција на храна. Второ, дизајнот на студијата на пресек исклучува какви било заклучоци за причинско-последична врска помеѓу SCFA и развојот на ET. Потребни се понатамошни долгорочни студии за следење со сериски мерења на фекални SCFA. Трето, дијагностичките и диференцијалните дијагностички можности на нивоата на фекални SCFA треба да се потврдат со користење на независни примероци од ET, HC и PD. Во иднина треба да се тестираат повеќе независни примероци од фекалии. Конечно, пациентите со PD во нашата кохорта имаа значително пократко траење на болеста од пациентите со ET. Главно ги споредивме ET, PD и HC според возраста, полот и BMI. Со оглед на разликата во текот на болеста помеѓу групата со ET и групата со PD, исто така проучувавме 33 пациенти со рана PD и 16 пациенти со ET (траење на болеста ≤3 години) за понатамошна споредба. Разликите меѓу групите во SCFA генерално беа во согласност со нашите примарни податоци. Покрај тоа, не пронајдовме корелација помеѓу времетраењето на болеста и промените во SCFA. Сепак, во иднина, најдобро би било да се регрутираат пациенти со Паркинсонова болест и етерична трансплантација во рана фаза со пократко траење на болеста за да се заврши валидацијата во поголем примерок.
Протоколот за студијата беше одобрен од етичкиот комитет на болницата Руиџин, поврзана со Медицинскиот факултет при Универзитетот Шангај Џиао Тонг (RHEC2018-243). Од сите учесници беше добиена писмена информирана согласност.
Помеѓу јануари 2019 и декември 2022 година, во оваа студија беа вклучени 109 испитаници (37 етерични масни наслаги, 37 пекторис и 35 хепатални маси) од Клиниката за нарушувања на движењето во болницата Руиџин, поврзана со Медицинскиот факултет на Универзитетот Шангај Џиао Тонг. Критериумите беа: (1) возраст 25–85 години, (2) пациентите со етерични маси беа дијагностицирани според критериумите на Работната група за MDS 42 и PD беше дијагностицирана според критериумите на MDS 43, (3) сите пациенти не земале анти-PD лекови пред земањето примероци. (4) Етерската група земаше само β-блокатори или никакви сродни лекови пред да земе примероци од столицата. Исто така, беа избрани хепатални маси соодветни на возраста, полот и индексот на телесна маса (BMI). Критериумите за исклучување беа: (1) вегетаријанци, (2) лоша исхрана, (3) хронични заболувања на гастроинтестиналниот тракт (вклучувајќи воспалителни заболувања на цревата, гастрични или дуоденални улкуси), (4) тешки хронични заболувања (вклучувајќи малигни тумори), срцева слабост, бубрежна слабост, хематолошки заболувања) (5) Историја на големи гастроинтестинални хируршки интервенции, (6) Хронична или редовна консумација на јогурт, (7) Употреба на пробиотици или антибиотици во тек на 1 месец, (8) Хронична употреба на кортикостероиди, инхибитори на протонска пумпа, статини, метформин, имуносупресиви или лекови против рак и (9) тешко когнитивно оштетување кое се меша во клиничките испитувања.
Сите испитаници дадоа информации за медицинска историја, тежина и висина за да се пресмета БМИ, и беа подложени на невролошки преглед и клиничка проценка како што се резултатот за анксиозност на Хамилтоновата скала за оценување на анксиозност (HAMA)44, резултатот на Хамилтоновата скала за оценување на депресија-17 (HAMD-17)45, депресијата, сериозноста на запекот со користење на Векснеровата скала за запек46 и Бристолската скала за столче47 и когнитивните перформанси со користење на Мини-менталниот преглед на состојбата (MMSE)48. Скалата за проценка на автономните симптоми на Паркинсонова болест (SCOPA-AUT)49 ја испитуваше автономната дисфункција кај пациенти со етерична тремор (ET) и Паркинсонова болест. Клиничката скала за оценување на тремор Фан-Толос-Марин (FTM) и есенцијалната скала за оценување на тремор (TETRAS)50 беа испитани кај пациенти со етерична тремор; беа испитани скалата за оценување на болеста Кинсон (MDS-UPDRS) спонзорирана од Обединетото здружение за Паркинсонова болест (Обединетото здружение за Паркинсонова болест) верзија 51 и степенот 52 на Хоен и Јар (HY).
Од секој учесник беше побарано да собере примерок од столица наутро користејќи сад за собирање столица. Садовите префрлете ги во мраз и чувајте ги на -80°C пред обработката. SCFA анализата беше извршена според рутинските операции на Tiangene Biotechnology (Shanghai) Co., Ltd. 400 mg свежи примероци од фекалии беа собрани од секој испитаник и анализирани со употреба на SCFA по мелење и претходна соникација. Избраните SCFA во фецесот беа анализирани со употреба на гасна хроматографија-масена спектрометрија (GC-MS) и течна хроматографија-тандем MS (LC-MS/MS).
ДНК беше екстрахирана од примероци од 200 мг со помош на комплетот QIAamp® Fast DNA Stool Mini Kit (QIAGEN, Hilden, Германија) според упатствата на производителот. Микробниот состав беше определен со секвенционирање на генот 16S rRNA на ДНК изолирана од фецес со амплификација на регионот V3-V4. Тестирајте ја ДНК со пуштање на примерокот на 1,2% агарозен гел. Амплификацијата на генот 16S rRNA со полимеразна верижна реакција (PCR) беше извршена со користење на универзални бактериски прајмери ​​(357 F и 806 R) и двостепена ампликонска библиотека конструирана на платформата Novaseq.
Континуираните варијабли се изразуваат како средна вредност ± стандардна девијација, а категоричните варијабли се изразуваат како броеви и проценти. Го користевме Левеновиот тест за да ја тестираме хомогеноста на варијаблите. Споредбите беа направени со користење на двострани t-тестови или анализа на варијација (ANOVA) ако варијаблите беа нормално распределени и непараметриски Mann-Whitney U тестови ако претпоставките за нормалност или хомоскедастичност беа прекршени. Ја користевме површината под кривата на оперативната карактеристика на приемникот (ROC) (AUC) за да ги квантифицираме дијагностичките перформанси на моделот и да ја испитаме способноста на SCFA да разликува пациенти со ET од оние со HC или PD. За да ја испитаме врската помеѓу SCFA и клиничката сериозност, користевме корелациска анализа на Spearman. Статистичката анализа беше извршена со користење на софтверот SPSS (верзија 22.0; SPSS Inc., Чикаго, Илиноис) со ниво на значајност (вклучувајќи ја P вредноста и FDR-P) поставено на 0,05 (двострано).
16-те S секвенци беа анализирани со користење на комбинација од софтверот Trimmomatic (верзија 0.35), Flash (верзија 1.2.11), UPARSE (верзија v8.1.1756), Mothur (верзија 1.33.3) и R (верзија 3.6.3). Суровите податоци од гените 16S rRNA беа обработени со користење на UPARSE за да се генерираат оперативни таксономски единици (OTU) со 97% идентитет. Таксономиите беа специфицирани со користење на Silva 128 како референтна база на податоци. За понатамошна анализа беше избрано генеричкото ниво на релативно изобилство на податоци. Анализата на големината на ефектот (LEfSE) со линеарна дискриминантна анализа (LDA) беше користена за споредби помеѓу групите (ET наспроти HC, ET наспроти PD) со α праг од 0,05 и праг на големината на ефектот од 2,0. Дискриминантните родови идентификувани со LEfSE анализа беа дополнително користени за корелациска анализа на Spearman на SCFA.
За повеќе информации во врска со дизајнот на студијата, видете го апстрактот од извештајот за природни истражувања поврзан со оваа статија.
Суровите податоци за секвенционирање на 16S се чуваат во базата на податоци BioProject на Националниот центар за биотехнолошки информации (NCBI) (SRP438900: PRJNA974928), URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/study/?acc= SRP438900&o. =acc_s% 3Aa. Други релевантни податоци се достапни на соодветниот автор по разумно барање, како што се научни соработки и академски размени со целосни истражувачки проекти. Не е дозволен пренос на податоци на трети страни без наша согласност.
Само отворен изворен код со комбинација од Trimmomatic (верзија 0.35), Flash (верзија 1.2.11), UPARSE (верзија v8.1.1756), Mothur (верзија 1.33.3) и R (верзија 3.6.3), користејќи ги стандардните поставки или делот „Метод“. Дополнителни појаснувачки информации може да се достават до соодветниот автор по разумно барање.
Прадип С и Механа Р. Гастроинтестинални нарушувања кај хиперкинетички нарушувања на движењето и атаксија. Поврзано со Паркинсонова болест. конфузија. 90, 125–133 (2021).
Луис, ЕД и Фауст, ПЛ Патологија на есенцијален тремор: невродегенерација и реорганизација на невронските врски. Нат. Пастор Нирол. 16, 69–83 (2020).
Gironell, A. Дали есенцијалниот тремор е примарно нарушување на дисфункцијата на ГАБА? Да. интернационалност. Rev. Neuroscience. 163, 259–284 (2022).
Догра Н., Мани РЈ и Катара ДП Оската црево-мозок: два начина на сигнализација кај Паркинсонова болест. Клеточни молекули. Невробиологија. 42, 315–332 (2022).
Квигли, ЕММ. Оската микробиота-мозок-црева и невродегенеративните заболувања. тековна. Нелор. Невронаука. Извештаи 17, 94 (2017).
Liu, XJ, Wu, LH, Xie, WR и He, XX Трансплантацијата на фекална микробиота истовремено го подобрува есенцијалниот тремор и синдромот на иритабилно црево кај пациентите. Геријатриска психологија 20, 796–798 (2020).
Zhang P. et al. Специфични промени во цревната микробиота кај есенцијален тремор и нивна диференцијација од Паркинсонова болест. NPJ Parkinson's disease. 8, 98 (2022).
Луо С, Жу Х, Жанг Ј и Ванг Д. Критична улога на микробиотата во регулирањето на невронално-глијално-епителните единици. Отпорност на инфекции. 14, 5613–5628 (2021).
Емин А. и др. Патологија на дуоденален алфа-синуклеин и цревна глиоза кај прогресивна Паркинсонова болест. движење. конфузија. https://doi.org/10.1002/mds.29358 (2023).
Скорванек М. и др. Антителата на алфа-синуклеин 5G4 препознаваат очигледна Паркинсонова болест и продромална Паркинсонова болест во мукозата на дебелото црево. движење. конфузија. 33, 1366–1368 (2018).
Алгарни М и Фасано А. Коинциденција на есенцијален тремор и Паркинсонова болест. Поврзано со Паркинсонова болест. конфузија. 46, С101–С104 (2018).
Самсон, ТР и др. Цревната микробиота ги модулира моторните дефицити и невроинфламацијата кај модели на Паркинсонова болест. Cell 167, 1469–1480.e1412 (2016).
Унгер, ММ и др. Масни киселини со краток синџир и цревна микробиота се разликуваат кај пациенти со Паркинсонова болест и контролни групи со иста возраст. Поврзано со Паркинсонова болест. конфузија. 32, 66–72 (2016).
Bleacher E, Levy M, Tatirovsky E и Elinave E. Метаболити регулирани од микробиомот на имунолошкиот интерфејс на домаќинот. J. Immunology. 198, 572–580 (2017).