Gastroenterology:海藻糖类似物可以增加能量代谢而不促进小鼠艰难梭菌感染的风险

2020-04-11 MedSci原创 MedSci原创

海藻糖是一种二糖,可用于治疗心脏代谢疾病。然而,海藻糖会促进了艰难梭菌的感染风险。本项研究调查了海藻糖的海藻糖类似物(lactotrehalose)是否具有与海藻糖相同的代谢作用而不会增加艰难梭菌风险

背景与目标:海藻糖是一种二糖,可用于治疗心脏代谢疾病。然而,海藻糖会促进了艰难梭菌的感染风险。本项研究调查了海藻糖的海藻糖类似物(lactotrehalose)是否具有与海藻糖相同的代谢作用而不会增加艰难梭菌的感染风险。

方法:研究人员对HEK293和Caco2细胞,小鼠原代肝细胞和人肠类器官进行了研究。葡萄糖转运蛋白在HEK293细胞中过表达。研究人员在有或没有海藻糖或乳清海藻糖的情况下培养原代肝细胞,并分析基因表达模式。给C57B6 / J小鼠口服饮用水中的抗生素和海藻糖或乳清海藻糖,或仅饮水(对照组),然后用强效艰难梭菌进行管饲; 通过酶联免疫吸附法分析粪便样品中的毒素A(ToxA)或B(ToxB)。其他小鼠在饮水或60%果糖饮食10天后,在饮用水中给予海藻糖或乳清海藻糖2天。收集肝脏组织并通过组织学,血清生化,RNA测序,自噬通量和生热分析进行分析。

结果:海藻糖和海藻糖各自阻断HEK293细胞中的葡萄糖转运,并诱导与原代肝细胞禁食相关的基因表达模式。与低脂饮食的小鼠相比,高果糖饮食的小鼠循环胆固醇增加,肝脏体重与体重的比率更高。与给予海藻糖或水并喂食高果糖饮食的小鼠相比,在给予高果糖饮食时给予乳清海藻糖的小鼠没有任何上述特征,并且增加了全身热量消耗。海藻糖在静脉和门脉循环以及粪便样品中具有生物利用度。海藻糖减少了微生物支链氨基酸生物合成的粪便标志物,并增加了调节胰岛素信号的微生物基因的表达。在给予抗生素后加CD027的小鼠中,乳清海藻糖和海藻糖均未增加粪便中细菌或其毒素的含量,海藻糖可减少粪便中CD027的含量。乳海藻糖和海藻糖减少了CD027感染后直肠组织中炎症的标志。乳清海藻糖和海藻糖均不会增加粪便中细菌或其毒素的含量,海藻糖可减少粪便中CD027的丰度。乳海藻糖和海藻糖减少了CD027感染后直肠组织中炎症的标志。

结论:乳糖海藻糖是一种抗海藻糖酶的类似物,与海藻糖相比,可增加代谢能量,而不会增加艰难梭菌的丰度或毒力。

原始出处:

Yiming Zhang. Et al. Lactotrehalose, an Analog of Trehalose, Increases Energy Metabolism Without Promoting Clostridioides difficile Infection in Mice. Gastroenterology.2020.



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