Nature.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik. İstifadə etdiyiniz brauzerin versiyasında CSS dəstəyi məhduddur. Ən yaxşı nəticələr üçün brauzerinizin daha yeni versiyasından istifadə etməyi (və ya Internet Explorer-də uyğunluq rejimini söndürməyi) tövsiyə edirik. Bu vaxt ərzində davamlı dəstəyi təmin etmək üçün saytı stil və ya JavaScript olmadan göstəririk.
Essensial tremorun (ES) erkən diaqnozu, xüsusən də sağlam nəzarət qrupundan (HC) və Parkinson xəstəliyindən (PD) fərqləndirildikdə çətin ola bilər. Bu yaxınlarda bağırsaq mikrobiotası və onun metabolitləri üçün nəcis nümunələrinin təhlili neyrodegenerativ xəstəliklərin yeni biomarkerlərinin kəşfi üçün yeni metodlar təqdim etmişdir. Bağırsaq florasının əsas metaboliti olan qısa zəncirli yağ turşuları (QZY ... Propion, yağlı və izobutyric turşularının kombinasiyası ET-ni 0,751 AUC (95% CI: 0,634–0,867) ilə HC-dən fərqləndirdi. Nəcisdə izovaler turşusu və izobutyric turşu səviyyələri ET-də PD-yə nisbətən daha aşağı idi. İzovaler turşusu və izobutyric turşusu ET və PD arasında AUC 0,743 (95% CI: 0,629–0,857) ilə fərq qoyur. Nəcisdə propionat qəbizlik və vegetativ disfunksiya ilə tərs mütənasibdir. İzobutirik turşu və izovaler turşusu tremorun şiddəti ilə tərs mütənasibdir. Nəcisdə SCFA-ların azalması ET-də Faecalibacterium və Streptobacterium-un bolluğunun azalması ilə əlaqələndirildi. Beləliklə, nəcisdə SCFA-nın miqdarı ET-də azalır və klinik mənzərənin şiddəti və bağırsaq mikrobiotasında dəyişikliklərlə əlaqələndirilir. Nəcisdə propionat, butirat, izobutirat və izovalerat ET üçün potensial diaqnostik və differensial diaqnostik biomarkerlər ola bilər.
Essensial tremor (ES) əsasən yuxarı ətrafların tremoru ilə xarakterizə olunan mütərəqqi, xroniki neyrodegenerativ xəstəlikdir və bu xəstəlik baş, səs telləri və aşağı ətraflar kimi bədənin digər hissələrinə də təsir göstərə bilər1. ES-nin klinik xüsusiyyətlərinə yalnız motor simptomları deyil, həm də mədə-bağırsaq xəstəlikləri də daxil olmaqla bəzi qeyri-motor əlamətləri daxildir2. Essensial tremorun patoloji və fizioloji xüsusiyyətlərini araşdırmaq üçün çoxsaylı tədqiqatlar aparılmışdır, lakin aydın patofizioloji mexanizmlər müəyyən edilməmişdir3,4; Son tədqiqatlar göstərir ki, mikrobiota-bağırsaq-beyin oxunun disfunksiyası neyrodegenerativ xəstəliklərə səbəb ola bilər və bağırsaq mikrobiotası ilə neyrodegenerativ xəstəliklər arasında potensial iki istiqamətli əlaqə üçün artan dəlillər mövcuddur5,6. Xüsusilə, bir hal hesabatında nəcis mikrobiotasının transplantasiyası xəstədə həm essensial tremoru, həm də qıcıqlanmış bağırsaq sindromunu yaxşılaşdırmışdır ki, bu da bağırsaq mikrobiotası ilə essensial tremor arasında sıx əlaqəni göstərə bilər. Bundan əlavə, ES xəstələrində bağırsaq mikrobiotasında spesifik dəyişikliklər də aşkar etdik ki, bu da ET8-də bağırsaq disbiozunun mühüm rolunu güclü şəkildə dəstəkləyir.
Neyrodegenerativ xəstəliklərdə bağırsaq disbiozuna gəldikdə, PD ən çox öyrənilən xəstəlikdir5. Balanssız mikrobiota bağırsaq keçiriciliyini artıra və bağırsaq qliyasını aktivləşdirə bilər ki, bu da alfa-sinukleinopatiyalara səbəb olur9,10,11. PD və ET bəzi ortaq xüsusiyyətləri bölüşür, məsələn, ET və PD xəstələrində oxşar titrəmə tezliyi, üst-üstə düşən istirahət titrəməsi (PD-də tipik titrəmə) və postural titrəmə (əsasən ET xəstələrində rast gəlinir), bu da onları ayırd etməyi çətinləşdirir. erkən mərhələlər 12. Buna görə də, təcili olaraq ET və PD arasında fərq qoymaq üçün faydalı bir pəncərə açmalıyıq. Bu kontekstdə, ET-də spesifik bağırsaq disbiozunu və əlaqəli metabolit dəyişikliklərini öyrənmək və onların PD-dən fərqlərini müəyyən etmək ET-nin diaqnozu və differensial diaqnozu üçün potensial biomarkerlərə çevrilə bilər.
Qısa zəncirli yağ turşuları (QZYA) qida lifinin bağırsaq bakterial fermentasiyası nəticəsində əmələ gələn əsas metabolitlərdir və bağırsaq-beyin qarşılıqlı təsirlərində mühüm rol oynadığı düşünülür13,14. QZYA-lar yoğun bağırsaq hüceyrələri tərəfindən mənimsənilir və portal ven sistemi vasitəsilə qaraciyərə daşınır və bəzi QZYA-lar sistem dövranına daxil olur. QZYA-lar bağırsaq baryerinin bütövlüyünün qorunmasına və bağırsaq mukozasında anadangəlmə immunitetin təşviq edilməsinə lokal təsir göstərir15. Onlar həmçinin sıx birləşmə zülallarını stimullaşdırmaqla və G zülalı ilə əlaqəli reseptorları (GPCR) BBB-dən keçmək üçün stimullaşdırmaqla neyronları aktivləşdirməklə qan-beyin baryerinə (QBB) uzunmüddətli təsir göstərir16. Asetat, propionat və butirat yoğun bağırsaqda ən çox rast gəlinən QZYA-lardır. Əvvəlki tədqiqatlar Parkinson xəstəliyi olan xəstələrdə sirkə, propion və yağ turşularının nəcis səviyyələrinin azaldığını göstərmişdir17. Lakin, QZYA-ların nəcis səviyyələri ET xəstələrində heç vaxt öyrənilməmişdir.
Beləliklə, tədqiqatımız ET xəstələrində nəcisli SCFA-dakı spesifik dəyişiklikləri və onların PD xəstələrindən fərqlərini müəyyən etməyə, nəcisli SCFA-nın ET-nin klinik simptomları və bağırsaq mikrobiotası ilə əlaqəsini qiymətləndirməyə, eləcə də nəcis nümunələrinin potensial diaqnostik və diferensial diaqnostik imkanlarını müəyyən etməyə yönəlmişdir. KZhK. PD əleyhinə dərmanlarla əlaqəli qarışıq amilləri aradan qaldırmaq üçün yeni başlayan Parkinson xəstəliyi olan xəstələri xəstəlik nəzarət qrupu kimi seçdik.
37 ET, 37 PD və 35 HC-nin demoqrafik və klinik xüsusiyyətləri Cədvəl 1-də ümumiləşdirilmişdir. ET, PD və HC yaş, cins və BKİ üzrə uyğunlaşdırılmışdır. Üç qrupda siqaret çəkmək, spirtli içki içmək və qəhvə və çay içmək nisbətləri də oxşar idi. PD qrupunun Wexner balı (P = 0.004) və HAMD-17 balı (P = 0.001) HC qrupundan, ET qrupunun HAMA balı (P = 0.011) və HAMD-17 balı (P = 0.011) isə HC qrupundan daha yüksək idi. ET qrupunda xəstəliyin gedişi PD qrupuna nisbətən xeyli uzun idi (P<0.001).
Nəcisdəki propion turşusunun (P = 0.023), sirkə turşusunun (P = 0.039), yağ turşusunun (P = 0.020), izovalerian turşusunun (P = 0.045) və izobutyrik turşusunun (P = 0.015) nəcis səviyyələrində əhəmiyyətli fərqlər mövcud idi. Əlavə post-hoc analizlərində ET qrupunda propion turşusunun (P = 0.023), yağ turşusunun (P = 0.007) və izobutyrik turşusunun (P = 0.040) səviyyələri HC qrupundakından xeyli aşağı idi. ET xəstələrində izovalerat (P = 0.014) və izobutyrik turşusunun (P = 0.005) səviyyəsi PD xəstələrinə nisbətən daha aşağı idi. Bundan əlavə, PD xəstələrində nəcis propion turşusunun (P = 0,013), sirkə turşusunun (P = 0,016) və yağ turşusunun (P = 0,041) səviyyələri KK xəstələrinə nisbətən daha aşağı olmuşdur (Şəkil 1 və Əlavə Cədvəl 1).
ag, müvafiq olaraq propion turşusu, sirkə turşusu, yağ turşusu, izovalerik turşusu, valer turşusu, kapron turşusu və izobutyrik turşusunun qrup müqayisəsini təmsil edir. Üç qrup arasında nəcisdə propion turşusu, sirkə turşusu, yağ turşusu, izovalerik turşusu və izobutyrik turşusunun səviyyələrində əhəmiyyətli fərqlər mövcud idi. ET əsas tremor, Parkinson xəstəliyi, sağlam HC nəzarəti, SCFA. Əhəmiyyətli fərqlər *P < 0.05 və **P < 0.01 ilə göstərilir.
ET qrupu ilə PD qrupu arasında xəstəliyin gedişatındakı fərqi nəzərə alaraq, daha ətraflı müqayisə üçün erkən PD olan 33 xəstəni və ET olan 16 xəstəni (xəstəlik gedişatı <3 il) araşdırdıq (Əlavə Cədvəl 2). Nəticələr göstərdi ki, ET-nin nəcisdəki propion turşusu miqdarı HA-dan xeyli aşağıdır (P=0,015). Butir turşusu və izobutirik turşu üçün ET və HC arasındakı fərq əhəmiyyətli deyildi, lakin bir tendensiya hələ də müşahidə olunurdu (P = 0,082). Nəcisdəki izobutirat səviyyələri ET olan xəstələrdə PD olan xəstələrlə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə aşağı idi (P = 0,030). İzovaler turşusunun ET və PD arasındakı fərq əhəmiyyətli deyildi, lakin bir tendensiya hələ də var idi (P = 0,084). Propion turşusu (P = 0.023), sirkə turşusu (P = 0.020) və yağ turşusu (P = 0.044) PD xəstələrində hepatik karsinoma xəstələrinə nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə aşağı olmuşdur. Bu nəticələr (Əlavə Şəkil 1) ümumiyyətlə əsas nəticələrlə uyğundur. Ümumi nümunə ilə erkən xəstə alt qrupu arasındakı nəticələrdəki fərq alt qrupdakı nümunə ölçüsünün daha kiçik olması və məlumatların statistik gücünün daha aşağı olması ilə əlaqəli ola bilər.
Daha sonra nəcisdəki SCFA səviyyələrinin ET xəstələrini CU və ya PD xəstələrindən ayırd edə bilib-bilmədiyini araşdırdıq. ROC analizinə görə, propionat səviyyələrinin AUC-dəki fərq 0,668 (95% CI: 0,538-0,797) idi ki, bu da ET xəstələrini HC-dən ayırd etməyə imkan verdi. ET və GC xəstələri AUC 0,685 (95% CI: 0,556–0,814) olan butirat səviyyələri ilə fərqləndirilə bilər. İzobutirik turşu səviyyələrindəki fərqlər ET xəstələrini AUC 0,655 (95% CI: 0,525–0,786) olan HC-dən ayırd edə bilər. Propionat, butirat və izobutirat səviyyələrini birləşdirərkən, həssaslığı 74,3% və spesifikliyi 72,9% olmaqla daha yüksək AUC 0,751 (95% CI: 0,634–0,867) əldə edildi (Şəkil 2a). ET və PD xəstələrini fərqləndirmək üçün izovaler turşusu səviyyələri üçün AUC 0,700 (95% CI: 0,579–0,822) və izobutirik turşu səviyyələri üçün 0,718 (95% CI: 0,599–0,836) idi. İzovaler turşusu və izobutirik turşu səviyyələrinin kombinasiyası daha yüksək AUC 0,743 (95% CI: 0,629–0,857), həssaslığı 74,3% və spesifikliyi 62,9% idi (Şəkil 2b). Bundan əlavə, Parkinson xəstəliyi olan xəstələrin nəcisindəki SCFA səviyyələrinin nəzarət qrupundakından fərqlənib-fərqlənmədiyini araşdırdıq. ROC analizinə görə, propion turşusu səviyyələrindəki fərqlərə əsaslanaraq PD xəstələrini müəyyən etmək üçün AUC 0.687 (95% CI: 0.559-0.814), həssaslığı 68.6% və spesifikliyi 68.7% idi. Asetat səviyyələrindəki fərqlər PD xəstələrini AUC 0.674 (95% CI: 0.542–0.805) olan HC-lərdən fərqləndirə bilər. PD xəstələrini CU-dan yalnız AUC 0.651 (95% CI: 0.515–0.787) olan butirat səviyyələri ilə fərqləndirmək olar. Propionat, asetat və butirat səviyyələrini birləşdirərkən 0.682 (95% CI: 0.553–0.811) AUC əldə edildi (Şəkil 2c).
Rus Pravoslav Kilsəsinin ET və HC-yə qarşı ayrı-seçkiliyi; b Rus Pravoslav Kilsəsinin ET və PD-yə qarşı ayrı-seçkiliyi; c Rus Pravoslav Kilsəsinin PD və HC-yə qarşı ayrı-seçkiliyi; ET əsas tremoru, Parkinson xəstəliyi, sağlam HC nəzarəti, SCFA.
ET xəstələrində nəcisdəki izobutirik turşu səviyyəsi FTM balı ilə mənfi korrelyasiyaya uğramışdır (r = -0.349, P = 0.034) və nəcisdəki izovalerik turşu səviyyəsi FTM balı ilə mənfi korrelyasiyaya uğramışdır (r = -0.421, P = 0.001) və TETRAS balı ilə mənfi korrelyasiyaya uğramışdır. (r = -0.382, P = 0.020). ET və PD xəstələrində nəcisdəki propionat səviyyələri SCOPA-AUT balları ilə mənfi korrelyasiyaya uğramışdır (r = −0.236, P = 0.043) (Şəkil 3 və Əlavə Cədvəl 3). Nə ET qrupunda (P ≥ 0.161), nə də PD qrupunda (P ≥ 0.246) xəstəliyin gedişi ilə SCFA arasında əhəmiyyətli bir korrelyasiya müşahidə edilməmişdir (Əlavə Cədvəl 4). PD xəstələrində nəcisdəki kapron turşusu səviyyələri MDS-UPDRS balları ilə müsbət korrelyasiya göstərmişdir (r = 0.335, P = 0.042). Bütün iştirakçılarda nəcisdəki propionat (r = −0.230, P = 0.016) və asetat (r = −0.210, P = 0.029) səviyyələri Wexner balları ilə mənfi korrelyasiya göstərmişdir (Şəkil 3 və Əlavə Cədvəl 3).
Nəcisdəki izobutirik turşu səviyyələri FTM balları ilə, izovalerian turşusu FTM və TETRAS balları ilə, propion turşusu SCOPA-AUT balları ilə, kapron turşusu MDS-UPDRS balları ilə müsbət, propion turşusu isə FTM və TETRAS balları ilə mənfi korrelyasiya olunmuşdur. TETRAS və sirkə turşusu Wexner balları ilə mənfi korrelyasiya olunmuşdur. MDS-UPDRS Assosiasiyası tərəfindən maliyyələşdirilən Vahid Parkinson Xəstəliyi Reytinq Şkalasının versiyası, Mini-Zehni Vəziyyət Müayinəsi MMSE, Hamilton Depressiya Reytinq Şkalası HAMD-17, 17 maddə, Hamilton Narahatlıq Reytinq Şkalası HAMA, HY Hoehn və Yahr mərhələləri, SCFA, SCOPA – AUT Parkinson Xəstəliyinin Avtonom Simptom Nəticə Şkalası, FTM Fana-Tolosa-Marin Klinik Tremor Reytinq Şkalası, TETRAS Tədqiqat Qrupu (TRG) Əsas Tremor Reytinq Şkalası. Əhəmiyyətli fərqlər *P < 0.05 və **P < 0.01 ilə göstərilir.
Biz LEfSE analizindən istifadə edərək bağırsaq mikrobiotasının ayrı-seçkilik xarakterini daha da araşdırdıq və sonrakı təhlil üçün cins nisbi bolluq məlumat səviyyəsini seçdik. ET və HC arasında və ET ilə PD arasında müqayisələr aparıldı. Daha sonra iki müqayisə qrupunda bağırsaq mikrobiotasının nisbi bolluğu və nəcis SCFA səviyyələri üzrə Spearman korrelyasiya təhlili aparıldı.
ET və CA analizində Faecalibacterium (yağ turşusu ilə əlaqəli, r = 0.408, P < 0.001), Lactobacillus (yağ turşusu ilə əlaqəli, r = 0.283, P = 0.016), Streptobacterium (propion turşusu ilə əlaqəli, r = 0.327) mövcud idi. , P = 0.005; yağ turşusu ilə əlaqəli, r = 0.374, P = 0.001; izobutirik turşu ilə əlaqəlidir, r = 0.329, P = 0.005), Howardella (propion turşusu ilə əlaqəlidir, r = 0.242, P = 0.041), Raoultella (propionat ilə əlaqəlidir, r = 0.249, P = 0.035) və Candidatus Arthromitus (izobutirik turşu ilə əlaqəlidir, r = 0.302, P = 0.010) ET-də azalır və nəcisdəki SCFA səviyyələri ilə müsbət korrelyasiyaya malikdir. Lakin, Stenotropomonas bolluğu ET-də artmış və nəcisdəki izobutirik turşu səviyyələri ilə mənfi korrelyasiyaya uğramışdır (r = -0.250, P = 0.034). FDR tənzimlənməsindən sonra yalnız Faecalibacterium, Catenibacter və SCFA arasındakı korrelyasiya əhəmiyyətli olaraq qalmışdır (P ≤ 0.045) (Şəkil 4 və Əlavə Cədvəl 5).
ET və HC-nin korrelyasiya təhlili. FDR tənzimlənməsindən sonra, Faecalibacterium (butiratla müsbət əlaqəli) və Streptobacterium (propionat, butirat və izobutiratla müsbət əlaqəli) bolluğunun ET-də azaldığı və nəcisdə SCFA səviyyələri ilə müsbət əlaqəli olduğu aşkar edilmişdir. b ET və PD-nin korrelyasiya təhlili. FDR tənzimlənməsindən sonra heç bir əhəmiyyətli əlaqə tapılmadı. ET əsas tremor, Parkinson xəstəliyi, sağlam HC nəzarəti, SCFA. Əhəmiyyətli fərqlər *P < 0.05 və **P < 0.01 ilə göstərilir.
ET və PD analizi zamanı Clostridium trichophyton-un ET-də artdığı və nəcisdə izovalerian turşusu (r = -0.238, P = 0.041) və izobutirik turşu (r = -0.257, P = 0.027) ilə əlaqəli olduğu aşkar edilmişdir. ). FDR tənzimlənməsindən sonra hər ikisi əhəmiyyətli dərəcədə qalmışdır (P≥0.295) (Şəkil 4 və Əlavə Cədvəl 5).
Bu tədqiqat, nəcisdə SCFA səviyyələrini araşdıran və onları ET xəstələrində bağırsaq mikrobiotasındakı dəyişikliklər və simptomların şiddəti ilə CU və PD xəstələri ilə müqayisədə əlaqələndirən hərtərəfli bir tədqiqatdır. Biz ET xəstələrində nəcisdə SCFA səviyyələrinin azaldığını və klinik şiddət və bağırsaq mikrobiotasındakı spesifik dəyişikliklərlə əlaqəli olduğunu aşkar etdik. Qısa zəncirli yağ turşularının (SCFA) kümülatif nəcis səviyyələri ET-ni GC və PD-dən fərqləndirir.
GC xəstələri ilə müqayisədə ET xəstələrində propion, butirik və izobutirik turşuların nəcis səviyyələri daha aşağıdır. Propion, butirik və izobutirik turşuların kombinasiyası ET və HC-ni AUC 0.751 (95% CI: 0.634–0.867), həssaslığı 74.3% və spesifikliyi 72.9% ilə fərqləndirdi ki, bu da onların ET-nin potensial rolu üçün diaqnostik biomarker kimi istifadəsini göstərir. Əlavə təhlillər göstərdi ki, nəcisdə propion turşusu səviyyələri Wexner balı və SCOPA-AUT balı ilə mənfi korrelyasiyaya malikdir. Nəcisdə izobutirik turşu səviyyələri FTM balları ilə tərs korrelyasiyaya malikdir. Digər tərəfdən, ET-də butirat səviyyəsinin azalması SCFA istehsal edən mikrobiota, Faecalibacterium və Categorybacter-in bolluğunun azalması ilə əlaqələndirilir. Bundan əlavə, ET-də Katenibacter bolluğunun azalması da nəcisdə propion və izobutirik turşu səviyyələrinin azalması ilə əlaqələndirilir.
Yoğun bağırsaqda istehsal olunan əksər SCFA-lar kolonositlər tərəfindən əsasən H+-asılı və ya natriumdan asılı monokarboksilat daşıyıcıları vasitəsilə mənimsənilir. Udulmuş qısa zəncirli yağ turşuları kolonositlər üçün enerji mənbəyi kimi istifadə olunur, kolonositlərdə metabolizə olunmayanları isə portal qan dövranına daşınır18. SCFA-lar bağırsaq hərəkətliliyinə təsir göstərə, bağırsaq baryer funksiyasını gücləndirə və ev sahibi metabolizmasına və immunitetinə təsir göstərə bilər19. Əvvəllər butirat, asetat və propionatın nəcis konsentrasiyalarının HCs17 ilə müqayisədə PD xəstələrində azaldığı aşkar edilmişdir ki, bu da nəticələrimizlə uyğundur. Tədqiqatımız ET xəstələrində SCFA-larda azalma aşkar etmişdir, lakin SCFA-ların ET patologiyasında rolu haqqında az məlumat var. Butirat və propionat GPCR-lərə bağlana və MAPK və NF-κB20 siqnalizasiyası kimi GPCR-dən asılı siqnalizasiyaya təsir göstərə bilər. Bağırsaq-beyin oxunun əsas konsepsiyası bağırsaq mikrobları tərəfindən ifraz olunan SCFA-ların ev sahibi siqnalizasiyasına təsir göstərə bilməsi və bununla da bağırsaq və beyin funksiyasına təsir göstərməsidir. Butirat və propionat histon deasetilaza (HDAC) aktivliyinə güclü inhibitor təsir göstərdiyindən21 və butirat transkripsiya amilləri üçün ligand kimi də çıxış edə bildiyindən, əsasən gen tənzimlənməsinə təsiri səbəbindən22 sahib metabolizmasına, differensiasiyasına və proliferasiyasına geniş təsir göstərir. SCFA və neyrodegenerativ xəstəliklərdən əldə edilən dəlillərə əsasən, butirat PD23,24,25-də dopaminergik neyron ölümünə vasitəçilik edə bilən pozulmuş HDAC aktivliyini düzəltmək qabiliyyətinə görə terapevtik namizəd hesab olunur. Heyvan tədqiqatları da butir turşusunun PD modellərində dopaminergik neyron degenerasiyasının qarşısını almaq və hərəkət pozğunluqlarını yaxşılaşdırmaq qabiliyyətini nümayiş etdirib26,27. Propion turşusunun iltihabi reaksiyaları məhdudlaşdırdığı və BBB-nin bütövlüyünü qoruduğu aşkar edilib28,29. Tədqiqatlar göstərir ki, propion turşusu PD modellərində30 rotenon toksikliyinə cavab olaraq dopaminergik neyronların sağ qalmasını təşviq edir və propion turşusunun oral qəbulu PD31 olan siçanlarda dopaminergik neyron itkisini və motor çatışmazlığını xilas edir. İzobutirik turşunun funksiyası haqqında az şey məlumdur. Lakin, son zamanlar aparılan bir araşdırma, B. ovale ilə siçanların kolonizasiyasının bağırsaq SCFA tərkibini (asetat, propionat, izobutirat və izovalerat daxil olmaqla) və bağırsaq GABA konsentrasiyasını artırdığını aşkar etdi və bu da bağırsaq mikrobiotası ilə bağırsaq SCFA konsentrasiyaları arasında əlaqənin qurulduğunu vurğuladı.32 ET-də beyincikdəki anormal patoloji dəyişikliklərə Purkinje hüceyrə aksonlarında və dendritlərində dəyişikliklər, Purkinje hüceyrələrinin yerdəyişməsi və itkisi, səbət hüceyrə aksonlarında dəyişikliklər, Purkinje hüceyrə paylanması ilə yüksələn lif birləşmələrində anomaliyalar və dişli sümük nüvələrində GABA reseptorlarında dəyişikliklər daxildir ki, bu da beyincikdən GABAerjik çıxışın azalmasına səbəb olur3,4,33. SCFA-ların Purkinje hüceyrə neyrodegenerasiyası və beyincik GABA istehsalının azalması ilə əlaqəli olub-olmadığı hələ də məlum deyil. Nəticələrimiz SCFA və ET arasında güclü bir əlaqə olduğunu göstərir, lakin kəsişmə tədqiqat dizaynı SCFA ilə ET-nin xəstəlik prosesi arasında səbəb-nəticə əlaqəsi barədə heç bir nəticə çıxarmağa imkan vermir; Nəcisli SCFA-ların ardıcıl ölçmələri, eləcə də mexanizmləri araşdıran heyvan tədqiqatları da daxil olmaqla, əlavə uzunmüddətli müşahidə tədqiqatlarına ehtiyac var.
SCFA-ların yoğun bağırsaq hamar əzələlərinin yığılmasını stimullaşdırdığı düşünülür34. SCFA çatışmazlığı qəbizlik simptomlarını pisləşdirəcək və SCFA ilə əlavə qəbul qəbizlik PD35 simptomlarını yaxşılaşdıra bilər. Nəticələrimiz həmçinin ET xəstələrində nəcisdə SCFA tərkibinin azalması ilə artan qəbizlik və vegetativ disfunksiya arasında əhəmiyyətli bir əlaqə olduğunu göstərir. Bir klinik hal hesabatında mikrobiota transplantasiyasının 7-ci xəstədə həm əsas tremoru, həm də qıcıqlanmış bağırsaq sindromunu yaxşılaşdırdığı aşkar edilmişdir ki, bu da bağırsaq mikrobiotası ilə ET arasında sıx əlaqəni daha da göstərir. Buna görə də, biz nəcisdə SCFA/mikrobiotanın sahibin bağırsaq hərəkətliliyinə və vegetativ sinir sisteminin funksiyasına təsir göstərə biləcəyinə inanırıq.
Tədqiqat nəticəsində məlum olub ki, ET-də nəcisli SCFA-ların səviyyəsinin azalması Faecalibacterium (butiratla əlaqəli) və Streptobacterium (propionat, butirat və izobutiratla əlaqəli) bolluğunun azalması ilə əlaqələndirilir. FDR korreksiyasından sonra bu əlaqə əhəmiyyətli olaraq qalır. Faecalibacterium və Streptobacterium SCFA istehsal edən mikroorqanizmlərdir. Faecalibacterium-un butirat istehsal edən mikroorqanizm olduğu məlumdur36, Catenibacter fermentasiyasının əsas məhsulları isə asetat, butirat və süd turşusudur37. Faecalibacterium həm ET, həm də HC qruplarının 100%-də aşkar edilib; ET qrupunun orta nisbi bolluğu 2,06%, HC qrupunun isə 3,28% olub (LDA 3,870). Kateqoriyalı bakteriya HC qrupunun 21,6%-də (8/37) və ET qrupunun yalnız 1 nümunəsində (1/35) aşkar edilib. ET-də streptokokkların azalması və aşkarlanmaması da xəstəliyin patogenliyi ilə korrelyasiyanı göstərə bilər. HC qrupunda Catenibacter növlərinin orta nisbi bolluğu 0,07% (LDA 2.129) təşkil etmişdir. Bundan əlavə, süd turşusu bakteriyaları nəcis butiratındakı dəyişikliklərlə əlaqələndirilmişdir (FDR tənzimlənməsindən sonra P=0,016, P=0,096) və artrit namizədi izobutiratdakı dəyişikliklərlə əlaqələndirilmişdir (FDR tənzimlənməsindən sonra P=0,016, P=0,072). FDR korreksiyasından sonra yalnız korrelyasiya meyli qalır ki, bu da statistik cəhətdən əhəmiyyətli deyil. Laktobasillərin həmçinin SCFA (sirkə turşusu, propion turşusu, izobutirik turşusu, butirik turşusu) istehsalçıları olduğu da məlumdur 38 və Candidatus Arthromitus, Th1/2 və Tregs immun balansı ilə əlaqəli olan T köməkçi 17 (Th17) hüceyrə differensiasiyasının spesifik induktorudur /Th1739. . Son zamanlar aparılan bir araşdırma, nəcis psevdoartritinin yüksək səviyyələrinin yoğun bağırsaq iltihabına, bağırsaq baryer disfunksiyasına və sistemik iltihaba səbəb ola biləcəyini göstərir 40. ET-də Clostridium trichoides səviyyələri PD ilə müqayisədə artmışdır. Clostridium trichoides bolluğunun izovaler turşusu və izobutyric turşusu ilə mənfi korrelyasiya etdiyi aşkar edilmişdir. FDR tənzimlənməsindən sonra hər ikisi əhəmiyyətli dərəcədə qalmışdır (P≥0.295). Clostridium pilosum iltihabla əlaqəli olduğu bilinən və bağırsaq baryer disfunksiyasına səbəb ola bilən bir bakteriyadır 41. Əvvəlki tədqiqatımızda ET8 xəstələrində bağırsaq mikrobiotasında dəyişikliklər bildirilmişdir. Burada biz həmçinin ET-də SCFA-dakı dəyişiklikləri bildiririk və bağırsaq disbiozu ilə SCFA-dakı dəyişikliklər arasında əlaqəni müəyyən edirik. SCFA səviyyələrinin azalması bağırsaq disbiozu və ET-də titrəmənin şiddəti ilə sıx bağlıdır. Nəticələrimiz göstərir ki, bağırsaq-beyin oxu ET-nin patogenezində mühüm rol oynaya bilər, lakin heyvan modellərində əlavə tədqiqatlara ehtiyac var.
PD xəstələri ilə müqayisədə, ET xəstələrində nəcisdə izovalerian və izobutirik turşuların səviyyəsi daha aşağıdır. İzovalerian turşusu və izobutirik turşusunun kombinasiyası PD-də ET-ni AUC 0.743 (95% CI: 0.629–0.857), həssaslığı 74.3% və spesifikliyi 62.9% ilə müəyyən etmişdir ki, bu da onların ET-nin diferensial diaqnozunda biomarker kimi potensial rolunu göstərir. Nəcisdə izovalerian turşusu səviyyələri FTM və TETRAS balları ilə tərs mütənasib idi. Nəcisdə izobutirik turşu səviyyələri FTM balları ilə tərs mütənasib idi. İzobutirik turşu səviyyəsinin azalması katobakteriyaların bolluğunun azalması ilə əlaqələndirilmişdir. İzobutirik turşusu və izobutirik turşunun funksiyaları haqqında az məlumat var. Əvvəlki bir araşdırma göstərmişdir ki, B. ovale ilə siçanların kolonizasiyası bağırsaq SCFA-larının (asetat, propionat, izobutirat və izovalerat daxil olmaqla) və bağırsaq GABA konsentrasiyalarının miqdarını artıraraq mikrobiota ilə bağırsaq SCFA/neyrotransmitter konsentrasiyaları arasındakı bağırsaq əlaqəsini vurğulayır32. Maraqlıdır ki, müşahidə edilən izobutirik turşu səviyyələri PD və HC qrupları arasında oxşar idi, lakin ET və PD (və ya HC) qrupları arasında fərqlənirdi. İzobutirik turşu ET və PD-ni AUC 0.718 (95% CI: 0.599–0.836) ilə ayırd edə və ET və NC-ni AUC 0.655 (95% CI: 0.525–0.786) ilə müəyyən edə bilər. Bundan əlavə, izobutirik turşu səviyyələri titrəmənin şiddəti ilə korrelyasiya edir və onun ET ilə əlaqəsini daha da gücləndirir. Oral izobutirik turşunun ET xəstələrində titrəmənin şiddətini azalda biləcəyi məsələsi daha çox araşdırılmağa layiqdir.
Beləliklə, ET xəstələrində nəcisdə SCFA miqdarı azalır və ET-nin klinik şiddəti və bağırsaq mikrobiotasındakı spesifik dəyişikliklərlə əlaqələndirilir. Nəcisdə propionat, butirat və izobutirat ET üçün diaqnostik biomarkerlər ola bilər, izobutirat və izovalerat isə ET üçün differensial diaqnostik biomarkerlər ola bilər. Nəcisdə izobutiratdakı dəyişikliklər digər SCFA-lardakı dəyişikliklərə nisbətən ET üçün daha spesifik ola bilər.
Tədqiqatımızın bir neçə məhdudiyyəti var. Birincisi, pəhriz qaydaları və qida üstünlükləri mikrobiota ifadəsinə təsir göstərə bilər, müxtəlif populyasiyalarda daha böyük tədqiqat nümunələrinə ehtiyac var və gələcək tədqiqatlar qida tezliyi anketləri kimi hərtərəfli və sistematik pəhriz tədqiqatlarını tətbiq etməlidir. İkincisi, kəsişən tədqiqat dizaynı SCFA ilə ET xəstəlik prosesi arasında səbəb-nəticə əlaqəsi ilə bağlı hər hansı bir nəticəni istisna edir. Nəcis SCFA-larının ardıcıl ölçmələri ilə daha uzunmüddətli izləmə tədqiqatlarına ehtiyac var. Üçüncüsü, nəcis SCFA səviyyələrinin diaqnostik və diferensial diaqnostik imkanları ET, HC və PD-dən müstəqil nümunələr istifadə edilərək təsdiqlənməlidir. Gələcəkdə daha müstəqil nəcis nümunələri sınaqdan keçirilməlidir. Nəhayət, kohortumuzda PD olan xəstələrdə ET olan xəstələrə nisbətən xəstəlik müddəti xeyli qısa idi. Biz əsasən ET, PD və HC-ni yaş, cins və BKİ-yə görə uyğunlaşdırdıq. ET qrupu ilə PD qrupu arasında xəstəliyin gedişatındakı fərqi nəzərə alaraq, daha ətraflı müqayisə üçün erkən PD olan 33 xəstəni və ET olan 16 xəstəni (xəstəlik müddəti ≤3 il) da araşdırdıq. SCFA-da qruplararası fərqlər ümumiyyətlə ilkin məlumatlarımızla uyğun idi. Bundan əlavə, xəstəliyin müddəti ilə SCFA-dakı dəyişikliklər arasında heç bir əlaqə tapmadıq. Lakin, gələcəkdə daha böyük bir nümunədə validasiyanı tamamlamaq üçün PD və ET xəstələrini erkən mərhələdə daha qısa xəstəlik müddəti ilə cəlb etmək ən yaxşısı olardı.
Tədqiqat protokolu Şanxay Jiao Tong Universiteti Tibb Məktəbi ilə əlaqəli Ruijin Xəstəxanasının Etika Komitəsi (RHEC2018-243) tərəfindən təsdiq edilmişdir. Bütün iştirakçılardan yazılı məlumatlı razılıq alınmışdır.
2019-cu ilin yanvar ayı ilə 2022-ci ilin dekabr ayı arasında Şanxay Jiao Tong Universiteti Tibb Məktəbinə bağlı Ruijin Xəstəxanasının Hərəkət Bozukluğu Mərkəzi Klinikasından 109 subyekt (37 ET, 37 PD və 35 HC) bu tədqiqata daxil edilmişdir. Meyarlar aşağıdakılar idi: (1) yaş 25–85 yaş, (2) ET xəstələrinə MDS İşçi Qrupunun meyarlarına 42 və PD-yə MDS meyarlarına 43 uyğun olaraq diaqnoz qoyuldu, (3) bütün xəstələr tabure nümunələri götürülməzdən əvvəl anti-PD dərmanları qəbul etmirdilər. (4) ET qrupu nəcis nümunələri götürülməzdən əvvəl yalnız β-blokerlər qəbul etdi və ya heç bir əlaqəli dərman qəbul etmədi. Yaş, cinsə və bədən kütlə indeksinə (BKİ) uyğun HC-lər də seçildi. İstisna meyarları bunlar idi: (1) vegetarianlar, (2) zəif qidalanma, (3) mədə-bağırsaq traktının xroniki xəstəlikləri (iltihabi bağırsaq xəstəliyi, mədə və ya onikibarmaq bağırsağın xorası daxil olmaqla), (4) ağır xroniki xəstəliklər (bədxassəli şişlər daxil olmaqla), ürək çatışmazlığı, böyrək çatışmazlığı, hematoloji xəstəliklər) (5) Əsas mədə-bağırsaq əməliyyatı tarixçəsi, (6) Xroniki və ya müntəzəm qatıq istehlakı, (7) 1 ay ərzində hər hansı probiotik və ya antibiotik istifadəsi, (8) Kortikosteroidlərin, proton pompası inhibitorlarının, statinlərin, metforminin, immunosupressantların və ya xərçəng əleyhinə dərmanların xroniki istifadəsi və (9) klinik sınaqlara mane olan ağır koqnitiv pozğunluq.
Bütün subyektlər BKİ-ni hesablamaq üçün tibbi tarixçə, çəki və boy məlumatları təqdim etmiş və nevroloji müayinədən və Hamilton Narahatlıq Reytinq Şkalası (HAMA) 44 narahatlıq balı, Hamilton Depressiya Reytinq Şkalası-17 balı (HAMD-17) 45 kimi klinik qiymətləndirmədən keçmişlər. Depressiya, qəbizliyin şiddəti Wexner Qəbizlik Şkalası 46 və Bristol Nəcis Şkalası 47 istifadə edilərək və koqnitiv performans Mini-Zehni Vəziyyət Müayinəsi (MMSE) 48 istifadə edilərək qiymətləndirilmişdir. Parkinson Xəstəliyinin Avtonom Simptomlarının Qiymətləndirilməsi Şkalası (SCOPA-AUT) 49 ET və PD xəstələrində avtonom disfunksiyanı araşdırmışdır. Fana-Tolos-Marin Klinik Tremor Reytinq Şkalası (FTM) və Əsas Tremor Reytinq Şkalası (TETRAS) 50 ET xəstələrində Tremor Tədqiqat Qrupu (TRG) 50 müayinə edilmişdir; Birləşmiş Parkinson Xəstəlikləri Assosiasiyası tərəfindən maliyyələşdirilən Kinson Xəstəlik Reytinq Şkalası (MDS-); UPDRS versiyası 51 və Hoehn və Yahr (HY) versiyası 52 müayinə edilmişdir.
Hər bir iştirakçıdan səhər tezdən nəcis toplama qabından istifadə edərək nəcis nümunəsi götürmələri istənildi. Emaldan əvvəl qabları buz qabına köçürün və -80°C-də saxlayın. SCFA analizi Tiangene Biotechnology (Shanghai) Co., Ltd şirkətinin adi əməliyyatlarına uyğun olaraq aparıldı. Hər bir subyektdən 400 mq təzə nəcis nümunələri toplandı və üyüdülmə və ultrasəslə müayinədən sonra SCFA-lar istifadə edilərək təhlil edildi. Nəcisdəki seçilmiş SCFA-lar qaz xromatoqrafiyası-kütlə spektrometriyası (GC-MS) və maye xromatoqrafiyası-tandem MS (LC-MS/MS) istifadə edilərək təhlil edildi.
DNT, istehsalçının təlimatlarına uyğun olaraq QIAamp® Fast DNA Stool Mini Kit (QIAGEN, Hilden, Almaniya) istifadə edilərək 200 mq nümunələrdən çıxarıldı. Mikrob tərkibi, V3-V4 bölgəsini gücləndirməklə nəcisdən təcrid olunmuş 16 S rRNA geninin DNT üzərində ardıcıllıqla təyin edilməsi yolu ilə təyin edildi. Nümunəni 1,2% agaroza gelində işlədərək DNT-ni sınaqdan keçirin. 16S rRNA geninin polimeraza zəncirvari reaksiyası (PCR) ilə gücləndirilməsi universal bakterial praymerlər (357 F və 806 R) və Novaseq platformasında qurulmuş iki mərhələli amplikon kitabxanası istifadə edilərək həyata keçirildi.
Davamlı dəyişənlər orta ± standart sapma, kateqoriyalı dəyişənlər isə ədədlər və faizlər kimi ifadə olunur. Dispersiyaların homogenliyini yoxlamaq üçün Levene testindən istifadə etdik. Dəyişənlər normal paylanmışdırsa, müqayisələr iki quyruqlu t testləri və ya dispersiya təhlili (ANOVA), normallıq və ya homoskedastiklik fərziyyələri pozulmuşdursa, qeyri-parametrik Mann-Whitney U testləri istifadə edilərək aparılmışdır. Modelin diaqnostik performansını ölçmək və SCFA-nın ET xəstələrini HC və ya PD xəstələrindən ayırmaq qabiliyyətini araşdırmaq üçün qəbuledici əməliyyat xarakteristikası (ROC) əyrisi (AUC) altındakı sahədən istifadə etdik. SCFA ilə klinik şiddət arasındakı əlaqəni araşdırmaq üçün Spearman korrelyasiya analizindən istifadə etdik. Statistik analiz SPSS proqram təminatı (versiya 22.0; SPSS Inc., Çikaqo, İllinoys) istifadə edilərək, əhəmiyyət səviyyəsi (P dəyəri və FDR-P daxil olmaqla) 0,05 (iki tərəfli) olaraq təyin edilmiş şəkildə aparılmışdır.
16 S ardıcıllığı Trimmomatic (versiya 0.35), Flash (versiya 1.2.11), UPARSE (versiya v8.1.1756), mothur (versiya 1.33.3) və R (versiya 3.6.3) proqram təminatının kombinasiyasından istifadə edilərək təhlil edilmişdir. Xam 16S rRNA gen məlumatları 97% eyniliyə malik əməliyyat taksonomik vahidləri (OTU) yaratmaq üçün UPARSE istifadə edilərək emal edilmişdir. Taksonomiyalar istinad verilənlər bazası kimi Silva 128 istifadə edilərək müəyyən edilmişdir. Əlavə təhlil üçün nisbi bolluq məlumatlarının ümumi səviyyəsi seçilmişdir. 0.05 α həddi və 2.0 təsir ölçüsü həddi ilə qruplar (ET vs. HC, ET vs. PD) arasında müqayisələr üçün xətti diskriminant analiz (LDA) effekt ölçüsü təhlili (LEfSE) istifadə edilmişdir. LEfSE təhlili ilə müəyyən edilmiş diskriminant cinslər SCFA-nın Spearman korrelyasiya təhlili üçün əlavə olaraq istifadə edilmişdir.
Tədqiqat dizaynı haqqında daha çox məlumat üçün bu məqalə ilə əlaqəli Təbii Tədqiqat Hesabatının Xülasəsinə baxın.
Xam 16S ardıcıllıq məlumatları Milli Biotexnologiya Məlumat Mərkəzinin (NCBI) BioLayihə verilənlər bazasında (SRP438900: PRJNA974928) saxlanılır, URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/study/?acc= SRP438900&o. =acc_s% 3Aa. Digər müvafiq məlumatlar, məsələn, elmi əməkdaşlıq və tam tədqiqat layihələri ilə akademik mübadilə kimi ağlabatan tələb əsasında müvafiq müəllifə təqdim edilə bilər. Bizim razılığımız olmadan məlumatların üçüncü tərəflərə ötürülməsinə icazə verilmir.
Yalnız açıq mənbə kodu, standart parametrlərdən və ya "Metod" bölməsindən istifadə edərək Trimmomatic (versiya 0.35), Flash (versiya 1.2.11), UPARSE (versiya v8.1.1756), mothur (versiya 1.33.3) və R (versiya 3.6.3) kombinasiyası ilə. Əlavə aydınlaşdırıcı məlumatlar müvafiq müəllifə ağlabatan tələb olduqda təqdim edilə bilər.
Pradeep S və Mehanna R. Hiperkinetik hərəkət pozğunluqları və ataksiyada mədə-bağırsaq pozğunluqları. Parkinson xəstəliyi ilə əlaqəli. çaşqınlıq. 90, 125–133 (2021).
Louis, ED və Faust, PL Essensial tremorun patologiyası: neyrodegenerasiya və neyron əlaqələrinin yenidən təşkili. Nat. Pastor Nirol. 16, 69–83 (2020).
Gironell, A. Essensial tremor Qaba disfunksiyasının əsas pozğunluğudurmu? Bəli. beynəlxalqlik. Rev. Neuroscience. 163, 259–284 (2022).
Dogra N., Mani RJ və Katara DP Bağırsaq-beyin oxu: Parkinson xəstəliyində siqnalın iki rejimi. Hüceyrə molekulları. Neyrobiologiya. 42, 315–332 (2022).
Quigley, EMM. Mikrobiota-beyin-bağırsaq oxu və neyrodegenerativ xəstəliklər. cari. Nellore. Neyrologiya. Hesabatlar 17, 94 (2017).
Liu, XJ, Wu, LH, Xie, WR və He, XX Nəcis mikrobiota transplantasiyası eyni zamanda xəstələrdə essential tremoru və qıcıqlanmış bağırsaq sindromunu yaxşılaşdırır. Geriatrik Psixologiya 20, 796–798 (2020).
Zhang P. və b. Essensial tremorda bağırsaq mikrobiotasında spesifik dəyişikliklər və onların Parkinson xəstəliyindən fərqlənməsi. NPJ Parkinson xəstəliyi. 8, 98 (2022).
Luo S, Zhu H, Zhang J və Wang D. Neyron-qlial-epitelial vahidlərin tənzimlənməsində mikrobiotanın kritik rolu. İnfeksiyalara qarşı müqavimət. 14, 5613–5628 (2021).
Emin A. və b. Proqressiv Parkinson xəstəliyində onikibarmaq bağırsağın alfa-sinukleininin və bağırsaq qliozunun patologiyası. hərəkət. qarışıqlıq. https://doi.org/10.1002/mds.29358 (2023).
Skorvanek M. və b. Alfa-sinuklein 5G4-ə qarşı antikorlar yoğun bağırsaq mukozasında açıq Parkinson xəstəliyini və prodromal Parkinson xəstəliyini tanıyır. hərəkət. qarışıqlıq. 33, 1366–1368 (2018).
Algarni M və Fasano A. Essensial tremor və Parkinson xəstəliyinin təsadüfü. Parkinson xəstəliyi ilə əlaqəli. çaşqınlıq. 46, С101–С104 (2018).
Sampson, TR və b. Bağırsaq mikrobiotası Parkinson xəstəliyinin modellərində motor çatışmazlıqlarını və neyroiltihabı modulyasiya edir. Cell 167, 1469–1480.e1412 (2016).
Unger, MM və b. Qısa zəncirli yağ turşuları və bağırsaq mikrobiotası Parkinson xəstəliyi olan xəstələr və yaş uyğunluğu olan nəzarət qrupu arasında fərqlənir. Parkinson xəstəliyi ilə əlaqəli. qarışıqlıq. 32, 66–72 (2016).
Bleacher E, Levy M, Tatirovsky E və Elinav E. Ev sahibi immun sərhədində mikrobiom tərəfindən tənzimlənən metabolitlər. J. Immunology. 198, 572–580 (2017).