Генетика и место рождения оказывают большое влияние на состав микробного сообщества в кишечнике, согласно исследованию, которое будет опубликовано в журнале Nature Microbiology.
Выводы группы ученых из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) Министерства энергетики и Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) представляют собой попытку распутать силы, которые формируют микробиом кишечника, который играет важную роль. роль в поддержании нашего здоровья.
В ходе исследования ученые связали определенные гены у животного, в данном случае мыши, с наличием и обилием определенных микробов в ее кишечнике.
«Мы начинаем выяснять важность различных переменных, таких как диета, генетика и окружающая среда, для микробов в кишечнике», - сказала Джанет Янссон из PNNL, соответствующий автор исследования. «Оказалось, что и ранняя история жизни, и генетика играют роль».
Ученые изучили более 50 000 генетических вариаций у мышей и в итоге выявили более 100 фрагментов, влияющих на популяцию микробов в кишечнике. Некоторые из этих генов у мышей очень похожи на человеческие гены, которые участвуют в развитии таких заболеваний, как артрит, рак толстой кишки, болезнь Крона, целиакия и диабет.
В частности, на численность одного микроба, пробиотического штамма Lactobacillales, повлияли несколько генов-хозяев, и он был связан с более высокими уровнями важных иммунных клеток, известных как Т-хелперные клетки. Эти результаты подтверждают ключевую роль микробиома в иммунном ответе организма и предполагают возможность того, что контроль микробов в кишечнике может влиять на иммунную систему и уязвимость к болезням.
«Мы знаем, что микробиом, вероятно, играет важную роль в борьбе с инфекциями», - сказал первый автор Антуан Снейдерс из лаборатории Беркли. «Мы обнаружили, что уровень Т-хелперов в крови мышей хорошо объясняется уровнем Lactobacillales в кишечнике. Это то же самое семейство бактерий, которое содержится в йогурте и очень часто используется в качестве пробиотика».
Для проведения исследования команда использовала генетически разнообразный набор мышей «коллаборативного скрещивания», которые улавливают генетические различия в человеческих популяциях. Ученые изучили 30 линий мышей, которых поместили в два помещения с разными условиями в течение первых четырех недель их жизни. Ученые взяли образцы фекалий у мышей, чтобы охарактеризовать микробиомы их кишечника, прежде чем перенести их в третье учреждение.
Исследователи обнаружили, что микробиом сохранил четкую микробную сигнатуру, сформировавшуюся там, где мыши были впервые выращены - по сути, в их «родном городе». Более того, эта микробная черта перешла к следующему поколению, что удивило ученых.
«Среда раннего детства очень важна для формирования микробиома человека», - сказал Цзянь-Хуа Мао, соответствующий автор из лаборатории Беркли. «Первую дозу микробов человек получает от мамы, и это оказывает сильное влияние на всю жизнь и даже дальше».
Вкратце, команда обнаружила, что:
• И генетика, и окружающая среда играют важную роль в определении микробиома организма
• Гены у мышей, которые коррелируют с микробами в кишечнике, очень похожи на гены, которые участвуют во многих заболеваниях у людей
Исследователи также обнаружили признаки того, что умеренные изменения в диете играют определенную роль в определении того, какие именно функции микробы выполняют в кишечнике.
"Наши выводы могут иметь важные последствия для здоровья людей", - сказал Янссон. «Возможно, в будущем у людей появятся дизайнерские диеты, оптимизированные в соответствии с их генами и их микробиомом, чтобы более эффективно переваривать пищу или модулировать их восприимчивость к болезням."