胆碱依赖肠道菌群代谢物-氧化三甲胺(TMAO)与非酒精性脂肪肝
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肠道微生物代谢产物氧化三甲胺最新研究成果-微生物论文-生物学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——关键词:氧化三甲胺; 肠道微生物; 心血管疾病; 慢性肾脏疾病; 糖尿病;肠道微生物在人类健康与疾病中起着重要作用, 肠道微生物的代谢功能被认为是疾病发展的一个促进因素, 其产生的生物活性物质对宿主的生理、病理过程有重要影响。
氧化三甲胺(TMAO) 是肠道微生物重要代谢产物之一, 先由富含磷脂酰胆碱(PC) 和左旋肉碱的营养素在肠道微生物三甲胺(TMA) 裂解酶作用下分解为TMA, 后进入肝脏经黄素单氧酶(FMO) 3氧化而来[1]。
TMAO具有重要的生物学功能, 如TMAO可调节渗透压和静水压以维持细胞正常容积[2]。
肠道微生物及其代谢产物TMAO已成为当前医学领域的研究热点。
本文就TMAO的化学结构性质、生物学特性、来源、代谢及其与心脑血管疾病和其他疾病[慢性肾脏疾病(CKD) 、糖尿病和癌症等]关系的相关研究进行综述。
1、TMAO的简介TMAO是一种小分子有机化合物, 属于胺氧化物类, 化学式为(CH3) 3NO, 是一种无色针状晶体, 一般以二水合物的形式出现。
TMAO 具有很多重要的生物学特性, 在稳定蛋白质结构、渗透调节、抗离子不稳定性、抗水压和理化因素的影响等方面具有重要的生理生化功能[2,3]。
TMAO作为一种天然、安全的饲料添加剂, 可促进肌肉组织生长, 广泛使用于鱼、禽等畜牧业养殖, 也是鱼类体内自然存在的内源性物质, 是鱼类新鲜度的生化指标[4]。
TMAO不仅是动物体内常见的物质, 还被发现存在于植物和真菌中[5]。
同时TMAO也在海洋中广泛存在, 是细菌的重要氮源[6]。
在人体中, TMAO是由肠道菌群代谢产物TMA进入肝脏氧化而成, 在摄取PC与左旋肉碱后在血液中浓度增加。
多项研究发现[7,8,9], 健康人血浆中TMAO浓度一般在3 mmol/L以内, 肾衰竭患者其血浆浓度常大于40 mmol/L。
胆碱你补对了吗?胆碱是人体正常生长、发育和维持各项功能的必需营养素,但大多数的中国人明显摄入不足。
最近的一项研究表明,即使日常服用胆碱补剂,肠道里某些微生物可以阻碍胆碱吸收,导致胆碱不足。
这一点在怀孕期间要特别注意。
那应该如何应对呢?胆碱是肠道、皮肤、神经系统和细胞健康的关键营养素,在生长发育过程中扮演着重要的角色。
尤其在怀孕期间对胆碱的需求更大,主要是子宫内羊水的胆碱含量是血液中的14 倍。
但可悲的是,2014年的一项调查显示, 高达90 至95% 的女性在怀孕期间未能达到推荐的胆碱摄入量。
此外,最新的研究已经确定人类肠道细菌可以阻碍胆碱的吸收。
这意味着那些肠道菌群失衡,特别是那些小肠细菌过度生长 (SIBO) 的人可能有胆碱缺乏的风险。
即使他们食用富含胆碱的食物或服用胆碱补剂。
胆碱的重要性胆碱在体内担负着许多重要的功能。
它是磷脂的重要成分,是所有生物膜的组成成分和胆碱能神经元中的乙酰胆碱的前体。
它在记忆、昼夜节律和肌肉控制中扮演角色,在神经纤维周围的脂肪鞘中发现鞘磷脂, 能够改善电脉冲的传导。
脂肪和胆固醇从肝脏的代谢也需要胆碱,缺乏胆碱可能会导致非酒精性脂肪肝病 (NAFLD)。
胆碱也是甲基的重要来源。
在DNA结构中加入甲基可以打开或关闭基因,而不会对DNA序列进行任何改变,这一过程被称为表观遗传学。
表观遗传学在健康生活中起着重要作用,在胎儿生长发育过程中尤其重要, 因为胎儿在生长过程中干细胞分化为具有各种复杂细胞功能的器官。
DNA 甲基化的变化与癌症、衰老、认知障碍、动脉粥样硬化和自身免疫有关。
在子宫内,胆碱的状态也有影响了海马组织的结构发展,会影响大脑负责学习和记忆的区域。
母亲胆碱缺乏会增加神经管缺损的风险, 会损害心脏的发育。
我们需要多少胆碱?目前关于人体需要多少胆碱还没有达成共识,现在医学和营养学共同建立了关系数据分析系统进行平行研究也没能得出明确的需求值,最后不得已建立了一个“足够摄入量”,这是根据大数据推算出的“最佳数值”来满足大多人对胆碱的需求。
肠道菌群及其代谢产物氧化三甲胺与心力衰竭关系的研究进展郭攀1,2,冯津萍3△,冯超3,陈树涛3摘要:肠道菌群及其代谢产物与心力衰竭的发生发展有着密不可分的联系。
“心力衰竭的肠道假说”指出,心衰患者肠道菌群失调、细菌移位,可引发全身炎症反应,加速心力衰竭进展。
肠道代谢产物氧化三甲胺(TMAO )水平升高可通过多种机制(加速心肌纤维化、心室重构及冠脉斑块形成,加重水钠潴留及全身炎症反应等)促进心血管不良事件的发生,与心衰患者生存预后紧密相关,降低体内TMAO 水平可使心力衰竭患者获益。
本文就肠道菌群及TMAO 与心衰关系的研究进展进行综述。
关键词:心力衰竭;肠道菌群;氧化三甲胺中图分类号:R541.61文献标志码:ADOI:10.11958/20181917Research advances on trimethylamine N-oxide of metabolite of gut flora and heart failureGUO Pan 1,2,FENG Jin-ping 3△,FENG Chao 3,CHEN Shu-tao 31Thoracic Clinical College,Tianjin Medical University,Tianjin 300222,China;2Graduate School ofMedicine,Tianjin Medical University;3Department of CICU,Tianjin Chest Hospital△Reviser and Corresponding AuthorE-mail:chlfjp@Abstract:Intestinal flora and its metabolites are inextricably associated with the development of heart failure (HF)."Guthypothesis in HF"indicates that patients with cardiovascular diseases encounter gut flora imbalance and bacterialtranslocation,which can trigger systemic inflammatory response and eventually promote the progression of heart failure.Studies showed that a higher concentration of trimethylamine N-oxide (TMAO),a kind of intestinal metabolites,could induce the occurrence of cardiovascular adverse events through a variety of mechanisms (such as intensifying myocardial fibrosis,ventricular remodeling and progress of coronary plaque,aggravating water-sodium retention and systemic inflammatory response),and which is closely related to the survival and prognosis of patients with HF.These patients could benefit from the reducing TMAO.This article reviews the research advances of the relationship between intestinal flora or TMAO and heart failure.Key words:heart failure;intestinal flora;trimethylamine N-oxide基金项目:心脏康复与代谢治疗研究基金资助项目(CCA-CRMT-1805)作者单位:1天津医科大学胸科临床学院(邮编300222);2天津医科大学研究生院;3天津市胸科医院CICU 科作者简介:郭攀(1993),男,硕士在读,主要从事冠心病与心力衰竭的研究△审校者及通讯作者E-mail:chlfjp@心力衰竭是多种心脏疾病进展的终末阶段,发病率高,是当今最常见的心血管病之一,其患者具有低生活质量、高再住院率及高死亡率等特点。
氧化三甲胺分布特征及其与肠道菌群的关联性王珊;夏耿红;何彦;廖硕希;尹恝;盛华芳;周宏伟【摘要】目的:了解中国社区人群氧化三甲胺(TMAO)分布水平,分析TMAO 与心脑血管风险因素的相关性及探讨TMAO与肠道菌群关系。
方法研究对象为颈动脉彩超检查无动脉硬化斑块的体检人群,共纳入181例,男96人,年龄30~73岁。
采集血清标本,运用稳定同位素内标液质联用法检测TMAO。
采集粪便标本,通过Illumina高通量测序检测16S rRNA基因V4可变区,进行肠道菌群检测。
采用SPSS分析TMAO与心脑血管疾病相关风险因素相关性,运用QIIME及LEfSe分析肠道菌群,找出与TMAO相关的菌属。
结果健康人群中TMAO中值为2.66(1.96~4.91)μmol/L,呈偏态分布。
TMAO不同水平组间传统心脑血管疾病风险因子没有差异,也没有特征性肠道菌群结构。
通过统计发现TMAO与BMI及肠道菌群中的梭菌目(Clostridiales)下属的厌氧孢杆菌属(Anaerosporobacter)、梭菌属(Clostridiales)、考拉杆菌属(Phascolarctobacterium)、颤杆菌克属(Oscillibacter)及拟杆菌目(Bacteroidales)下属的Alistipes有相关性。
结论中国人群TMAO水平普遍较低,TMAO水平与传统心脑血管疾病风险因子没有显著相关性,不同TMAO水平组间肠道菌群组成没有差异,个别菌属与TMAO水平有相关关系。
%Objective To analyze the distribution of trimethylamine N-oxide (TMAO) in healthy adults with different risk factors and explore its association with gut microbiota. Methods We collected fasting blood samples and fresh fecal samples from 181 subjects without atherogenesis in the carotid arteries. Plasma TMAO levels of the subjects were determined using stable isotope dilution liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS). Thefecal DNA was extracted, and the 16S rRNA V4 tags were amplified and sequenced by Illumina HiSeq 2000. The association between TMAO and classical cardiovascular risk factors were analyzed. Gut microbial community structure was analyzed with QIIME, and LEfSe was used to identify the biomarkers. Results The median (IQR) TMAO level was 2.66 (1.96-4.91)μmol/L in the subjects. TMAO level was significantly correlated with body mass index and operational taxonomic units (OTU). Individuals with high TMAO levels were found to have abundant Clostridiales, Phascolarctobacterium, Oscillibacter, and Alistipes but less abundant Anaerosprobacter. Conclusion Chinese subjects have in general low levels of TMAO. TMAO levels are not significantly correlated with the classical cardiovascular risk factors or the gut microbial structures.【期刊名称】《南方医科大学学报》【年(卷),期】2016(036)004【总页数】6页(P455-460)【关键词】氧化三甲胺;肠道菌群;动脉粥样硬化;BMI【作者】王珊;夏耿红;何彦;廖硕希;尹恝;盛华芳;周宏伟【作者单位】【正文语种】中文Supported by National Natural Science Foundation of China (31322003,31270152).近年研究发现,肠道菌群在动脉粥样硬化(AS)的发生进程中发挥了关键作用[1]。
Advances in Clinical Medicine 临床医学进展, 2021, 11(5), 2221-2227Published Online May 2021 in Hans. /journal/acmhttps:///10.12677/acm.2021.115319肠道菌群与人体健康的研究进展杨丽萍1,马臻棋2*,王学红2,马文霞1,李惠11青海大学研究生院,青海西宁2青海大学附属医院消化内科,青海西宁收稿日期:2021年4月21日;录用日期:2021年5月7日;发布日期:2021年5月25日摘要肠道菌群是在人体消化系统中蕴藏着的数万亿的微生物,其形成和增殖受多种因素的影响。
近年来,随着宏基因组学研究的深入,人们对肠道菌群及其潜在作用的认识也日益加深。
大量研究表明肠道菌群对人体健康有着很重要的作用,但当肠道菌群紊乱时可以改变肠道的通透性、消化和代谢以及免疫应答等,从而导致许多疾病的发生,本文阐明了影响肠道菌群的因素,并探讨了肠道菌群紊乱与人体健康、疾病之间的关系。
关键词肠道菌群,影响因素,人体健康,疾病Research Progress of Intestinal Floraand HealthLiping Yang1, Zhenqi Ma2*, Xuehong Wang2, Wenxia Ma1, Hui Li11Graduate School of Qinghai University, Xining Qinghai2Department of Gastroenterology, Qinghai University Affiliated Hospital, Xining QinghaiReceived: Apr. 21st, 2021; accepted: May 7th, 2021; published: May 25th, 2021AbstractIntestinal flora is a kind of trillions of microorganisms in human digestive system, whose forma-tion and proliferation are affected by many factors. In recent years, with the development of me-*通讯作者。
浅谈氧化三甲胺(TMAO)摘要:本文介绍了氧化三甲胺TMAO重要的生物特性以及生理生化特性,存在特点,分析其与三甲胺之间的转化关系,列举日常生活中的应用,介绍其几种重要用途,特别是作为饲料添加剂的优点,以及改良方案。
关键词:氧化三甲胺TMAO 三甲胺饲料添加剂梁实秋曾提过,他这一生吃过最美的食物,是年轻时吃的一听鲍鱼罐头,“异香满室”。
而秦始皇东巡忽然死亡,李斯为了隐瞒其死讯,在灵车里塞了一筐鲍鱼,以奇臭来掩盖异味。
同是鲍鱼,为何一下异香满室,一下臭不可闻?其实,这都是氧化三甲胺在作怪。
氧化三甲胺(trimethylamine oxide, TMAO)化学式为:C3H9NO·2H2O,结构式为:商品氧化三甲胺是针状闪光晶体,熔点为255℃,可溶于水和甲醇,微溶于乙醇,不溶于乙醚,水溶液为强碱性,能与酸反应生成对应的盐。
氧化三甲胺广泛存在于自然界的水产品体内,是水产品区别于其他动物的特征物质,不论海产品中还是淡水产品中都有,但海产品中TMAO 含量较高。
年龄,日粮,盐度,季节和品种都会影响鱼肉中TMAO的含量,一般来说年龄越大,盐度越高,TMAO含量也越高。
同一个生物体中TMAO也随不同部位有所不同,通常在鱼鳍和肌节头尾两端含量特别高。
生物体内的TMAO可稳定蛋白质结构,渗透调压,抗离子不稳定性,抗水压等。
氧化三甲胺结构和甜菜碱,甲基供体胆碱以及腺苷甲硫氨酸等物质相似,有特殊的鲜味,(图1)TMAO具有一定的抗氧化性,当外界缺氧,它可作为供氧剂,故而当水产品新鲜时,流动血液含有充足氧,TMAO浓度较高,作为水产鲜味的主要来源,TMAO能让人的味觉体验到“异香满室”,但它极不稳定,当水产死后,在氧化三甲胺还原酶,腐败细菌特别是兼性厌氧菌的作用下,TMAO脱氧被还原成三甲胺(TMA),反应如图2。
三甲胺(TMA)即timethylamine,分子式为C3H9N,是一种易燃,无色有鱼油臭味的气体,对人体呼吸道会产生强烈灼烧刺激作用。
!L"!肠道菌群及其代谢物在胆囊胆固醇结石形成中的作用机制赵瀚东1,高 鹏2a,詹 丽2b1甘肃中医药大学第一临床医学院(甘肃省人民医院),兰州730000;2甘肃省人民医院a.普外科,b.消化科,兰州730000摘要:胆囊结石是一种常见的多因素参与的消化系统疾病,80%以上为胆固醇结石,其发病率逐年增加。
近年来研究发现肠道菌群参与胆囊胆固醇结石的发生发展。
从肠道菌群及其代谢物对胆汁酸调控方面,阐述了肠道菌群及其代谢物在胆囊胆固醇结石发展中的作用,指出未来针对肠道菌群及其代谢产物的干预策略可能是预防和治疗胆囊胆固醇结石的新靶点。
关键词:胃肠道微生物组;胆结石;肠肝循环;胆汁酸基金项目:国家自然科学基金(81660398)ThemechanismofintestinalfloraanditsmetabolitesintheformationofcholesterolgallstonesZHAOHandong1,GAOPeng2a,ZHANLi2b.(1.TheFirstClinicalMedicalCollegeofGansuUniversityofChineseMedicine&GansuProvincialHospital,Lanzhou730000,China;2.a.DepartmentofGeneralSurgery,b.DepartmentofGastroenterology,GansuProvincialPeople’sHospital,Lanzhou730000,China)Correspondingauthor:ZHANLi,zhanlilanzhou@163.comAbstract:Gallstoneisacommondigestivesystemdiseaseinvolvingmultiplefactors,morethan80%ofwhicharecholesterolgallstones,anditsincidencerateisincreasingyearbyyear.Recentstudieshaveshownthatintestinalfloraisinvolvedinthedevelopmentandprogres sionofcholesterolgallstones.Thisarticleelaboratesontheroleofintestinalfloraanditsmetabolitesintheprogressionofcholesterolgall stonesfromtheaspectofregulationofbileacidsbyintestinalfloraanditsmetabolites,anditispointedoutthatinterventionstrategiesforin testinalfloraanditsmetabolitesmaybeanewtargetforthepreventionandtreatmentofcholesterolgallstonesinthefuture.Keywords:GastrointestinalMicrobiome;Cholelithiasis;EnterohepaticCirculation;BileAcidResearchfunding:NationalNaturalScienceFoundationofChina(81660398)DOI:10.3969/j.issn.1001-5256.2022.04.042收稿日期:2021-08-18;录用日期:2021-09-20通信作者:詹丽,zhanlilanzhou@163.com 胆囊结石是消化系统常见病,西方国家的发病率达10%~15%[1],我国胆囊结石的发病率也在逐渐增加。
㊀㊀[摘要]㊀复发性流产(RSA)在育龄期女性中发病率约为5%,严重影响女性身心健康㊂健康成年人肠道菌群的种类和数量处于动态平衡,肠道菌群紊乱会影响多种生殖内分泌疾病发生㊁发展,妊娠期母体肠道菌群组成发生显著改变㊂该文就肠道菌群及其代谢产物对RSA影响的研究进展作一综述㊂㊀㊀[关键词]㊀肠道菌群;㊀复发性流产;㊀益生菌;㊀氧化三甲胺㊀㊀[中图分类号]㊀R711㊀[文献标识码]㊀A㊀[文章编号]㊀1674-3806(2024)02-0222-05㊀㊀doi:10.3969/j.issn.1674-3806.2024.02.19Researchprogressintheeffectsofintestinalflorasandtheirmetabolitesonrecurrentspontaneousabortion㊀YUANXuejiao,ZHANGRuopeng.KunmingCityMaternalandChildHealthHospital(PostgraduateTrainingBaseofKunmingCityMaternalandChildHealthHospitalofDaliUniversity),Yunnan671000,China㊀㊀[Abstract]㊀Theincidencerateofrecurrentspontaneousabortion(RSA)inwomenofchildbearingageisabout5%,whichseriouslyaffectswomenᶄsphysicalandmentalhealth.Thetypesandquantityofintestinalflorasinhealthyadultsareinadynamicbalance.Thedisturbanceofintestinalflorasmayaffecttheoccurrenceanddevelopmentofvariousreproductiveendocrinediseases.Thecompositionofmaternalintestinalflorasduringpregnancyundergoessignificantchanges.ThispaperreviewstheresearchprogressintheeffectsofintestinalflorasandtheirmetabolitesonRSA.㊀㊀[Keywords]㊀Intestinalflora;㊀Recurrentspontaneousabortion(RSA);㊀Probiotics;㊀TrimethylamineN⁃oxide(TMAO)㊀㊀女性自然流产发生率约为15%,复发率为20% 25%[1]㊂自然流产和复发性流产(recurrentspontaneousabortion,RSA)由于病因复杂,潜在机制仍不清楚,且缺乏针对性的治疗手段,已成为女性不孕症治疗及辅助生殖领域亟需解决的难题之一㊂随着肠道-微生物-脑轴相关理论逐渐发展完善,研究发现肠道菌群及其代谢产物是代谢性疾病㊁神经系统疾病㊁心血管疾病等发生㊁发展的关键影响因素和潜在治疗靶点[2⁃4]㊂肠道菌群紊乱可影响多种生殖内分泌疾病发生㊁发展㊂在妊娠过程中,母体肠道菌群组成也随之变化,继而导致妊娠期糖尿病(gestationaldiabetesmellitus,GDM)㊁多囊卵巢综合征(polycysticovarysyn⁃drome,PCOS)等相关疾病的发生,而这些疾病均与RSA密切相关㊂目前已有相关研究证明肠道菌群及其代谢产物与RSA具有相关性[5],但作用机制尚未完全阐明㊂本文就肠道菌群及其代谢产物对RSA影响的研究进展进行综述㊂1㊀RSA的定义RSA是指与同一性伴侣连续发生ȡ3次孕28周前的自然流产,在育龄期女性中发病率约为5%,严重影响女性的身心健康[6]㊂RSA的病因包括胚胎染色体异常㊁解剖因素㊁内分泌因素㊁感染因素㊁免疫因素㊁环境因素等㊂除已知病因外,仍有约50%的患者不确定其发病原因,被称为不明原因RSA[7]㊂2㊀肠道菌群及其代谢产物的作用一个健康成年人肠道表面积为200 400m2,肠道中含有肠道菌群约为人体细胞总数的10倍,重量1 1 5kg,种类多于1000种,其所编码的非冗余基因是人类基因组编码基因的150多倍,故肠道菌群被视为第9大系统㊁人体的另一个 器官 ,其编码的基因被看作 人类第二基因组 [8]㊂革兰阳性厚壁菌门㊁放线菌门㊁革兰阴性拟杆菌门以及变形菌门是肠道菌群的大致分类㊂健康成人肠道菌群中革兰阳性厚壁菌门和革兰阴性拟杆菌门两类占优势,占比在90%以上[9]㊂肠道-微生物-脑轴是指联系大脑和肠道微生物的双向交流网络,肠道微生物群通过神经通路㊁内分泌通路㊁免疫信号通路等途径与中枢神经系统进行沟通,并对大脑产生作用,进一步在人体健康和疾病中发挥着重要作用[10]㊂肠道菌群与机体相互依存,相互作用,健康人群的肠道菌群处于动态平衡,能够防止病原微生物的侵袭,代谢营养物质,肠道菌群代谢产物还可调节免疫功能及神经系统功能㊂肠道菌群动态平衡被破坏则会损害机体健康,导致免疫性疾病㊁内分泌疾病以及多种神经系统疾病[11]㊂许多妇产科疾病的发生㊁发展与雌激素关联,肠道菌群与雌激素存在一定联系,雌激素-肠道菌群轴的研究可能成为妇产科疾病诊治研究的新方向[12]㊂郭文迪和平毅[13]认为,肠道菌群可以改善绝经期妇女对激素敏感性,降低激素替代治疗中肿瘤发病风险㊂从妊娠早期到妊娠晚期,母体肠道菌群发生显著变化,整体肠道菌群的丰度下降㊂在妊娠早期阶段,肠道菌群组成与非妊娠健康妇女肠道菌群组成十分相似,即以厚壁菌门菌和拟杆菌门菌为主,还有占比较少的变形菌门菌㊂在妊娠晚期阶段,变形菌门菌为优势菌群,厚壁菌门菌和拟杆菌门菌的比例明显降低㊂Smid等[14]对20名孕妇的研究证实,随着孕周的增加,肠道菌群的丰度减少,而多样性与均匀性增加㊂肠道菌群与食物的消化吸收㊁生物转化密切相关㊂进食后,未能被完全消化和吸收的食物残渣进入结肠,这些食物残渣及机体内的部分物质被肠道菌群进一步转化成肠道菌群的代谢产物㊂其主要包括短链脂肪酸(short⁃chainfattyacids,SCFAs)㊁氧化三甲胺(trimethylamineN⁃oxide,TMAO)㊁胆汁酸㊁乙醇㊁维生素以及某些含有硫㊁氢㊁碳元素的物质㊂当机体摄入红肉等富含胆碱和左旋肉碱的食物时,在结肠中被肠道菌群分解为三甲胺(trimethylamine,TMA),TMA在肝脏黄素单加氧酶1(flavin⁃containingmonoo⁃xygenase1,FMO1)和黄素单加氧酶3(flavin⁃containingmonooxygenase3,FMO3)作用下转化为TMAO[15]㊂3㊀肠道菌群及其代谢产物与RSA的相关性3 1㊀肠道菌群与RSA的相关性㊀有研究对70例RSA患者肠道通透性的检查发现,RSA组患者肠道通透性异常率以及外周血中脂多糖水平明显高于对照组[16]㊂研究证实,RSA患者子宫内膜NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3炎症小体的表达与外周血中脂多糖水平密切相关,进一步提示RSA与肠道状态之间存在必然联系㊂夏美艳等[5]的研究对比了RSA组与正常人群组的肠道菌群,认为RSA与肠道菌群具有相关性㊂研究证实,两组间酵母菌㊁肠球菌㊁肠杆菌㊁乳杆菌及双歧杆菌数量差异均有统计学意义(P<0 05),RSA与酵母菌㊁肠球菌㊁肠杆菌数量呈正相关,与乳杆菌㊁双歧杆菌数量呈负相关㊂Jin等[17]研究用基因测序微生物组分析法对比40例[20例免疫抗体(ACA㊁ANA㊁GP)阳性,20例免疫抗体阴性]不明原因RSA患者的肠道菌群组成㊂结果显示,拟杆菌属在免疫抗体阳性不明原因RSA患者组中丰度最高,提示拟杆菌可能与RSA有关㊂同时,免疫抗体阳性不明原因RSA患者组的菌群丰度㊁多样性以及系统发育多样性均远超免疫抗体阴性不明原因RSA患者组㊂Liu等[18]的研究结果显示,不明原因RSA患者肠道菌群的厚壁菌门菌和变形菌门菌多于对照组,但肠道菌群多样性低于对照组㊂其中不明原因RSA患者的条件致病菌较对照组增多,而在健康机体肠道菌群占优势地位的菌群较对照组明显减少㊂不明原因RSA患者组Th1/Th17细胞因子水平与部分肠道菌群代谢物显著相关㊂Qian等[19]认为,肠道菌群与Treg和Th17免疫平衡密切相关,而CD4+T淋巴细胞可以通过平衡Treg/Th17细胞的分化为胚胎提供良好的母胎免疫界面,当Treg/Th17细胞平衡被打破时,肠道菌群及其代谢物可干扰正常母胎免疫耐受的建立㊂子宫内膜容受性和胚泡着床与炎症反应密切相关㊂肠道菌群失调导致炎症反应发生,对胚泡着床过程产生不利影响,进一步导致流产[20]㊂因此,肠道菌群的改变与女性生殖疾病有密切关联,肠道菌群动态平衡被打破是RSA的重要因素,但仍需深入研究肠道菌群在RSA发生㊁发展中的相关作用机制,为女性不孕疾病的干预和治疗提供新的思路㊂3 2㊀肠道菌群代谢产物与RSA的相关性㊀研究发现,肠道菌群及其产生的代谢物,可以与宿主的免疫系统进行相互作用㊂肠道菌群各菌属不仅能通过自身调节Treg/Th17细胞的分化,还能通过自身代谢物对Treg/Th17细胞的分化平衡进行调节㊂脆弱类杆菌还可以通过T淋巴细胞表面的Toll样受体(Toll⁃likereceptors,TLRs)途径促进CD4+T淋巴细胞向Treg细胞分化,同时可以抑制CD4+T淋巴细胞向Th17细胞分化[19]㊂Blacher等[21]认为梭菌簇Ⅳ㊁ⅪⅤa还可通过SCFAs来诱导Treg细胞增殖,而SCFAs主要经细胞表面的G蛋白偶联受体途径对Treg细胞的丰度和活性等产生影响㊂Cheng等[22]研究还发现分段丝状菌㊁双歧杆菌同样也与Th17细胞调节密切相关,但具体机制暂不清楚㊂肠道菌群代谢产物能降低肠黏膜表面吞噬细胞的炎症反应能力及自然杀伤(naturalkiller,NK)细胞的杀伤能力,使RSA患者蜕膜组织局部免疫功能表达存在异常,此时RSA患者血液为高凝状态,纤溶系统被损害[23]㊂肠道菌群代谢产物(尤其是SCFAs)与肠道的炎症㊁结直肠癌㊁代谢性疾病㊁神经系统疾病等均密切相关,尤其与糖尿病有很大关联㊂一项研究显示,TMAO高水平与2型糖尿病的患病风险具有显著相关性[24]㊂肠道菌群代谢产物还是诱发高血脂的高危因素,其中TMAO被认为是高血脂直接风险因子㊂研究证实,通过上调胆固醇7α⁃羟化酶和胆汁酸转运体在肝脏中的表达,抑制小鼠TMAO的合成,影响胆固醇转运,使胆固醇在机体内积累[25]㊂还有研究认为肠道菌群能够促进胆固醇的反向转运,进一步影响血脂水平[1]㊂3 3㊀肠道菌群代谢产物导致RSA发生的相关机制大多数流产发生在包括胚泡植入㊁着床㊁子宫内膜蜕膜化㊁胎盘血管重塑等重要生物学活动的早期妊娠阶段[26]㊂妊娠早期生物学活动的核心结构基础是母胎界面,母胎界面免疫调控是建立免疫耐受㊁维持妊娠的关键机制㊂蜕膜巨噬细胞作为母胎界面的第二大类免疫细胞,在母胎界面免疫调控中发挥重要作用[27⁃28]㊂研究显示,蜕膜巨噬细胞可以调节Th1/Th2平衡,从而抑制过度炎症反应,建立免疫耐受,促进滋养层细胞侵入和螺旋动脉形成㊂近年来研究发现,肠道菌群次级代谢产物TMAO可诱导M1巨噬细胞极化[29]㊂若蜕膜巨噬细胞表型和功能发生异常,将会导致早期妊娠失败或中晚期妊娠并发症发生,影响正常妊娠过程[30]㊂4㊀肠道菌群对内分泌疾病合并妊娠者发生RSA的影响4 1㊀肠道菌群与糖尿病㊀研究认为,糖尿病合并妊娠者的肠道微生物菌群变化更为显著㊂有研究证明,GDM患者肠道益生菌减少,致病菌增加,GDM患者与非GDM患者流产率相差2倍以上[31]㊂梁惠霞等[32]研究表明,乳杆菌和双歧杆菌的数量在GDM患者中低于正常水平,提示乳杆菌和双歧杆菌可能对GDM的发生㊁发展产生影响㊂徐广立等[33]研究证实,在RSA中,酵母菌㊁肠球菌㊁肠杆菌的数量明显增加,乳杆菌㊁双歧杆菌数量明显减少㊂4 2㊀肠道菌群与肥胖㊀肥胖是导致肠道菌群紊乱的重要因素,肥胖症会使肠道菌群的丰度和多样性降低,且菌群种类变化会进一步引起菌群代谢产物水平的变化㊂肥胖相关肠道菌群代谢产物中,胆碱类物质代谢生成的TMAO是重要的一环㊂妊娠中晚期GDM并发症的发生与孕妇外周血TMAO水平具有相关性[34]㊂Wang等[35]研究显示,肠道菌群紊乱与肥胖发生有关联,肠道菌群紊乱产生的脂多糖会改变肠道渗透性,进而引起慢性系统性炎症,最终导致肥胖㊂肠道菌群可以参与调节多种抑制食欲蛋白激素,产生饱腹感,抑制摄食欲望,如这些激素分泌不足,则易导致肥胖[36]㊂4 3㊀肠道菌群与PCOS㊀PCOS是育龄期女性最常见内分泌紊乱性疾病,发病率为5% 10%,其特征是月经紊乱,促黄体激素与卵泡刺激素比值升高2倍以上,高雄激素相关症状及高雄激素血症等㊂肠道菌群失调假说解释了PCOS发病过程与肥胖症或高血糖㊁高血脂有关㊂在PCOS的发生㊁发展过程中,肠道菌群及其代谢产物可能通过多种途径参与其中,如肠道菌群种类紊乱导致血清睾酮水平升高,出现高雄激素血症㊁胰岛素抵抗等;肠道通透性增加,肠道脂多糖产生慢性系统性炎症反应等[37]㊂5㊀肠道菌群及其代谢产物对RSA的干预性治疗5 1㊀饮食干预治疗㊀机体摄入红肉等富含胆碱和左旋肉碱的食物可被肠道菌分解成TMA,进而产生大量的TMAO[38]㊂近年来 地中海式饮食 受到较多关注,它是一种以鱼类㊁豆类等优质蛋白㊁蔬果以及坚果㊁橄榄油为主的不饱和脂肪酸,搭配适量红酒的饮食方案㊂国外一项研究显示,1年 地中海式饮食 可增加人体肠道菌群多样性,明显缓解胰岛素抵抗,减少炎症因子[39]㊂通过 地中海式饮食 进行膳食干预,从而纠正肠道菌群失调可能成为RSA治疗的可行方案㊂5 2㊀中医中药干预治疗㊀徐广立等[33]研究证明,经过中药治疗后RSA患者的肠道菌群结构发生改变㊂加用补肾活血汤的试验组酵母菌㊁肠球菌和肠杆菌数量明显减少,双歧杆菌和乳杆菌数量明显增加㊂5 3㊀外源性肠道菌群干预治疗㊀益生菌具有调节血脂和血压㊁免疫调控㊁促进消化吸收等作用㊂国外有学者阐述了益生菌对调节血脂的作用㊂从食物来源进入肠道的益生菌(如双歧杆菌㊁乳杆菌和丙酸杆菌等)会促进SCFAs和丁酸盐的合成,减少蛋白质的合成,导致碳水化合物代谢发生变化㊂益生菌调节血脂功能已经被证实,但其作用机制至今尚未有定论,目前研究主要认为益生菌可通过直接吸收胆固醇㊁促进胆固醇的分解代谢等途径调节血脂[40]㊂此外,乳杆菌的降血脂作用还与调控胆固醇合成限速酶3⁃羟基⁃3⁃甲基戊二酰CoA还原酶表达有关[41]㊂多项临床研究证实,补充益生菌可有效改善GDM孕妇的胰岛素抵抗㊂Zheng等[42]的动物对照实验同样证实了补充益生菌可明显改善大鼠的空腹血糖水平㊂由此推测采用降低TMAO水平的药物来干扰肠道菌代谢活性有一定可行性㊂研究证明可采用降低TMAO水平的药物防治心血管疾病,但对RSA应用仍缺乏相关实验研究㊂因此,应用益生菌调整肠道菌群及其代谢产物在RSA治疗中具有潜力㊂6 结语由于TMAO的致病机制(如促进炎症㊁调节免疫㊁诱导氧化应激等)均与早期妊娠过程密切相关,进一步探索TMAO调节巨噬细胞极化,影响母胎界面免疫稳态及女性生殖健康的作用机制具有重要意义㊂未来需要更多研究明确TMAO是否会破坏母胎界面免疫细胞平衡干扰早期妊娠㊂通过干预肠道菌群来改善子宫内膜微环境免疫稳态,有望为临床上预防RSA㊁改善妊娠结局提供重要的靶点以及新的治疗思路㊂参考文献[1]TsonisO,BalogunS,AdjeiJO,etal.Managementofrecurrentmis⁃carriages:anoverviewofcurrentevidence[J].CurrOpinObstetGynecol,2021,33(5):370-377.[2]ZhouZ,SunB,YuD,etal.Gutmicrobiota:animportantplayerintype2diabetesmellitus[J].FrontCellInfectMicrobiol,2022,12:834485.[3]AgusA,ClémentK,SokolH.Gutmicrobiota⁃derivedmetabolitesascentralregulatorsinmetabolicdisorders[J].Gut,2021,70(6):1174-1182.[4]ZhangWQ,WangYJ,ZhangA,etal.TMA/TMAOinhypertension:novelhorizonsandpotentialtherapies[J].JCardiovascTranslRes,2021,14(6):1117-1124.[5]夏美艳,朱㊀敏,黄亚雄.子宫内膜微生物群及肠道菌群与复发性流产的相关性分析[J].中国妇幼健康研究,2021,32(10):1519-1523.[6]夏㊀琰.ESR2基因多态性与复发性流产的相关性[J].中国妇幼保健,2021,36(10):2322-2324.[7]DengT,LiaoX,ZhuS.Recentadvancesintreatmentofrecurrentspontaneousabortion[J].ObstetGynecolSurv,2022,77(6):355-366.[8]王慕华,彭晓光,麻㊀杰,等.基于16SrRNA基因高通量测序的太原地区健康成年人肠道菌群结构分析[J].中国微生态学杂志,2019,31(7):745-751.[9]YañezCM,Hern 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新文速递Nature子刊:肠道微生物组及其代谢产物与NAFLD的最新进展Cyrielle Caussy 与 Rohit Loomba 两人于2018年8月29日在《Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology》发表了题目为《Gut microbiome, microbial metabolites and the development of NAFLD》的新闻&观点。
这一发现表明,从宏基因组学和表型组学数据中得到的肠道微生物特征能够准确预测肥胖妇女的非酒精性脂肪肝(NAFLD)。
该数据突出了苯乙酸(一种芳香族氨基酸代谢的微生物产物)在肠道微生物组和宿主肝表型之间的交叉中的作用。
新文精华版非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)与肠道菌群及其代谢物紧密相关。
肠道中一些菌群可以将胆碱转化为三甲胺,这两者都可以诱导肝损伤导致肝脏脂肪变性和脂肪性肝炎。
此外,肠道生态失调已被证明与血清代谢物水平的变化有关,包括支链氨基酸(BCAAs)和芳香族氨基酸(AAAs)。
初步研究的结果表明,NAFLD相关纤维化的易感性,3-(4-羟基苯基)乳酸(AAAs代谢的产物)途径和肠道微生物组改变之间存在联系。
一项开创性研究[10]通过将宏基因组学和先进的表型组学相结合这一新手段分析两个不同的病态肥胖,非糖尿病女性队列。
所获得的临床数据为肠道微生物组与NAFLD发展之间相互作用的分子机制提供了新的见解。
结果表明低微生物基因丰富度和涉及AAAs和BCAAs途径的改变与肝脏脂肪变性有关,参与AAA代谢的新型微生物代谢物(苯乙酸)被确定为与肝脂肪变性相关的关键肠- 微生物组衍生代谢物。
但这一生物分子标记物是否可以用于其他地区,在临床中使用的准确率到底会如何,都还需要进一步的研究。
此上由小编整理,可能有不足,感兴趣的朋友可以看新文详细版 新文详细版非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)现在是全球慢性肝病的最常见原因,影响全球约30%的人口 [1]。
肠道菌群结构多样性分析及其意义一、肠道菌群概述肠道菌群是指生活在人体肠道内的微生物群落,包括细菌、真菌、病毒等。
这些微生物与人体相互依存,形成了一个复杂的生态系统,对人体健康有着重要的影响。
肠道菌群的数量极其庞大,约有100万亿个微生物,其基因数量也远远超过人体自身基因数量,被称为人体的“第二基因组”。
肠道菌群的组成和功能受到多种因素的影响,如饮食、生活方式、药物使用、年龄、遗传等。
二、肠道菌群结构多样性分析1. 分析方法- 传统培养法:传统培养法是最早用于研究肠道菌群的方法之一。
该方法通过将肠道菌群样本在特定的培养基上进行培养,然后对培养出的微生物进行鉴定和计数,从而了解肠道菌群的组成和数量。
然而,传统培养法存在一定的局限性,由于肠道菌群中的许多微生物难以在实验室条件下培养,因此该方法只能检测到肠道菌群中的一小部分微生物,无法全面反映肠道菌群的结构多样性。
- 分子生物学方法:随着分子生物学技术的发展,越来越多的分子生物学方法被应用于肠道菌群结构多样性分析。
其中,16S rRNA基因测序技术是目前应用最为广泛的方法之一。
该技术通过对肠道菌群样本中16S rRNA基因的扩增和测序,然后将测序结果与已知的微生物序列数据库进行比对,从而确定肠道菌群中微生物的种类和相对丰度。
除了16S rRNA基因测序技术外,宏基因组测序技术、转录组测序技术等也被广泛应用于肠道菌群结构多样性分析。
这些技术能够提供更全面、更深入的肠道菌群信息,有助于深入了解肠道菌群的功能和与人体健康的关系。
2. 影响因素- 饮食因素:饮食是影响肠道菌群结构多样性的重要因素之一。
不同的饮食结构会导致肠道菌群的组成和功能发生变化。
例如,高纤维饮食能够促进有益菌的生长,增加肠道菌群的多样性;而高脂肪、高糖饮食则会导致有害菌的增加,减少肠道菌群的多样性。
此外,饮食中的某些成分,如益生菌、益生元等,也能够调节肠道菌群的结构和功能,对人体健康产生有益影响。
氧化三甲胺(Trimethylamine N-oxide,TMAO)是一种肠源性的菌群相关代谢产物,在肝脏
中合成。
生物体内的胆碱、左旋肉碱、甜菜碱等生物碱在肠道菌群的作用下转化为三甲胺(TMA)后在肠道中被吸收,在三甲胺氧化酶的作用下转化为氧化三甲胺(TMAO),后经肾
脏代谢随尿液排出。
研究表明,氧化三甲胺TMAO和心血管疾病、慢性肾病肾功能不全和死亡风险、II型糖尿病、胰岛素抵抗、非酒精性脂肪肝和某些癌症的发生发展都有作用。
氧化三甲胺TMAO代谢通路有可能为TMAO相关疾病的干预提供一定的依据。
氧化三甲胺检测:
迪信泰检测科技建立了基于液相色谱质谱联用(LC-MS)的方法检测氧化三甲胺及相关代谢物
的含量变化,可检测的物质列表如下:
氧化三甲胺检测案例
收到客户提供的血液样品,进行氧化三甲胺TMAO的定量。
使用岛津超高效液相色谱仪
(LC-30AT)连接SCIEX 5600+ 质谱仪进行检测。
色谱柱为Column 1.7 μm 2.1 mm X 100 mm。
质谱扫描采用positive模式,TMAO的扫描离子为m/z 76.0657 - 76.0857,RT 3.08min。
标准品中TMAO提取离子流图如下:
样品中TMAO提取离子流图如下:
标准曲线计算如下:
样品中的TMAO定量如下:。
143科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 化学工业梁实秋曾提过,他这一生吃过最美的食物,是年轻时吃的一听鲍鱼罐头,“异香满室”。
而秦始皇东巡忽然死亡,李斯为了隐瞒其死讯,在灵车里塞了一筐鲍鱼,以奇臭来掩盖异味。
同是鲍鱼,为何一下异香满室,一下臭不可闻?其实,这都是氧化三甲胺在作怪。
氧化三甲胺(trimethylamine oxide,T M A O )化学式为:C 3H 9N O·2H 2O ,结构式为:商品氧化三甲胺是针状闪光晶体,熔点为255℃,可溶于水和甲醇,微溶于乙醇,不溶于乙醚,水溶液为强碱性,能与酸反应生成对应的盐。
氧化三甲胺广泛存在于自然界的水产品体内,是水产品区别于其他动物的特征物质,不论海产品中还是淡水产品中都有,但海产品中TMAO含量较高。
年龄,日粮,盐度,季节和品种都会影响鱼肉中TM AO 的含量,一般来说年龄越大,盐度越高,T MA O含量也越高。
同一个生物体中T M A O 也随不同部位有所不同,通常在鱼鳍和肌节头尾两端含量特别高。
生物体内的TMA O可稳定蛋白质结构,渗透调压,抗离子不稳定性,抗水压等。
氧化三甲胺结构和甜菜碱,甲基供体胆碱以及腺苷甲硫氨酸等物质相似,有特殊的鲜味,(图1)TMAO具有一定的抗氧化性,当外界缺氧,它可作为供氧剂,故而当水产品新鲜时,流动血液含有充足氧,T M A O 浓度较高,作为水产鲜味的主要来源,TM AO 能让人的味觉体验到“异香满室”,但它极不稳定,当水产死后,在氧化三甲胺还原酶,腐败细菌特别是兼性厌氧菌的作用下,T M A O 脱氧被还原成三甲胺(T M A ),反应如图2。
三甲胺(TMA)即timethylamine,分子式为C3H9N,是一种易燃,无色有鱼油臭味的气体,对人体呼吸道会产生强烈灼烧刺激作用。
水产如鱼死得越久,体内氧化三甲胺越少,而三甲胺这一巨臭物质浓度不断上升,腥臭味就越浓。
动脉粥样硬化发病机制动脉粥样硬化的发生发展机制目前仍不能全面解释,但经过多年的研究和探索主要形成了以下几种学说,脂代谢紊乱学说、内皮损伤学说、炎症反应学说、壁面切应力以及肠道微生物菌群失调等,这些学说从不同角度阐述了动脉粥样硬化的发生过程。
1、脂质代谢紊乱学说高血脂作为AS的始动因素一直是相关研究的热点。
流行病学资料提示,血清胆固醇水平的升高与AS的发生呈正相关。
在高血脂状态下血浆低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)浓度升高,携带大量胆固醇的LDL-C 在血管内膜沉积,并通过巨噬细胞膜上的低密度脂蛋白受体(LDL-R)携带胆固醇进入细胞内。
同时血液中及血管内膜下低密度脂蛋白(LDL)经过氧化修饰后形成氧化型低密度脂蛋白(Ox-LDL),其对单核巨噬细胞表面的清道夫受体(如: CD36,SR-A,LOX1)具有极强的亲和力,导致Ox-LDL 被迅速捕捉并被吞噬。
然而Ox-LDL 对巨噬细胞具有极强的毒害作用,可以刺激单核巨噬细胞的快速激活增殖聚集退化,然后凋亡为泡沫细胞,这些泡沫细胞的大量聚集便形成了As 的脂质斑块。
此外,Ox-LDL 通过与血管内皮细胞LOX1 结合导致细胞内信号紊乱并引起内皮细胞功能障碍。
Ox-LDL还能促进血管平滑肌细胞不断增殖并向外迁移在血管内壁形成斑块。
从脂代谢紊乱学说的病变过程中可以看出,血管内皮功能受损和氧化应激是动脉粥样硬化发生的重要环节。
同时对于AS 动物模型的诱导当前国内外使用最多的方法是饲喂高脂高胆固醇饲料促使脂代谢紊乱。
2、内皮损伤学说在正常情况下动脉血管内膜是调节组织与血液进行物质交换的重要屏障。
由于多种因素(如: 机械性,免疫性,LDL,病毒等)刺激内皮细胞使其受到严重损伤导致其发生功能紊乱与剥落,进而改变内膜的完整性与通透性。
血液中的脂质会大量沉积于受损内膜处,促使平滑肌细胞和单核细胞进入内膜并大量吞噬脂质形成泡沫细胞,泡沫细胞的不断累积便形成脂肪斑块。
肠道菌群相关代谢物--氧化三甲胺TMAO生物学功能氧化三甲胺(Trimethylamine N-oxide,TMAO)是一种肠源性的菌群相关代谢产物,其在宿主肝脏中合成,前体三甲胺(TMA)的生成离不开肠道菌群的参与。
肠道中的部分菌群可产生三甲胺裂解酶,将直接饮食摄入或间接生成的胆碱、甜菜碱、肉碱类和TMAO转化为TMA,后者经门脉循环进入肝脏并被黄素单加氧酶(FMOs)氧化生成TMAO。
TMAO具有疏水和亲水双重基团,可调节蛋白质活性和稳定性,增加泡沫细胞生成和抑制胆固醇逆向转运。
最近的研究显示TMAO是包括心血管疾病在内的许多慢性疾病的潜在风险因子。
本文将介绍TMAO代谢和功能以及和诸多疾病间的关联。
氧化三甲胺代谢肠道微生物群将含有三甲胺基团的复合物代谢生成三甲胺(TMA),并通过肝脏FMOs进一步氧化为TMAO。
膳食-肠道微生物-肝脏共同组成了TMAO的生物合成途径。
产生TMA的前体包括TMAO、胆碱、磷脂酰胆碱、肉碱、γ-丁基甜菜碱、甜菜碱、巴豆甜菜碱和甘油磷酰胆碱,这些在鱼、牛肉和鸡蛋中含量非常丰富。
参与生成TMA的酶主要有四种:胆碱-TMA裂解酶(cutC/D)、肉碱单氧合酶(cntA/B)、甜菜碱还原酶和TMAO还原酶。
此外cntA/B同源酶yeaW/X也可以利用肉碱、胆碱、γ-丁基甜菜碱和甜菜碱生成TMA。
cutD是一种s-腺苷-甲硫氨酸激活酶,可激活cutC形一个甘氨酰基自由基。
在cutC中,甘氨酰基从半胱氨酸中获取氢生成巯基自由基,并进一步从胆碱C1位捕获氢原子,导致分子重排产生TMA。
CntA/B 是一种双组分Rieske型加氧酶/还原酶,cntA/B将肉碱进行氧化,C-N键处被cntA/B裂解生成TMA和苹果酸半醛。
人体肠道中预计有数百种菌株可表达cutC/D或cntA/B-yeaW/X。
奇异变形杆菌是其中一种表达cutC/D的细菌,由于它可以在有氧和厌氧条件下生长,因此被用作筛选胆碱三甲胺裂解酶抑制剂的模型。
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