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Nat Commun:揭示肠道微生物组组成可能影响konzo病易感性

  1. 葡糖苷酶
  2. 亚麻苦苷酶
  3. 硫氰酸酶
  4. 木薯
  5. 氰化物
  6. konzo病
  7. 肠道微生物组
  8. 生氰糖苷

来源:本站原创 2021-09-14 11:08

研究人员表示,生活在高风险的Konzo地区的儿童在他们的肠道中有高表达葡糖苷酶(亚麻苦苷酶)的微生物和低表达硫氰酸酶的微生物,这可能意味着对konzo病的易感性和保护性更低。


2021年9月14日讯/生物谷BIOON/---根据一项针对180名儿童的研究,来自刚果民主共和国(DRC)konzo病易发地区的人群肠道菌群和基因方面的差异可能会影响食用加工不良的木薯后的氰化物释放。木薯是发展中世界5亿多人的一种粮食安全作物。领导这项研究的美国国立儿童医院的研究人员表示,生活在高风险的Konzo地区的儿童在他们的肠道中有高表达葡糖苷酶(亚麻苦苷酶)的微生物和低表达硫氰酸酶的微生物,这可能意味着对这种疾病的易感性和保护性更低。相关研究结果于2021年9月10日发表在Nature Communications期刊上,论文标题为“The gut microbiome in konzo”。


konzo病是一种严重的、不可逆的神经系统疾病,会导致瘫痪。它发生在食用加工不良的木薯之后,其中木薯根是刚果民主共和国和其他低收入国家的基本作物。加工不良的木薯含有亚麻苦甙(linamarin),即一种生氰化合物。当具有葡糖苷酶活性的酶将淀粉转化为单糖时,它们也会分解亚麻苦甙,然后将氰化物释放到体内。

论文共同通讯作者、美国国立儿童医院遗传医学研究中心主任Eric Vilain博士说,“知道谁的风险更大,可能进行有针对性的干预,以更好地加工木薯或尝试使饮食多样化。另一种替代性的干预措施是改变肠道微生物组以提高保护水平。然而,这是一项艰难的任务,可能会产生意想不到的后果和其他副作用。”

在此之前,人们对konzo病的易感性和严重性的确切生物学机制仍然知之甚少。这是首个揭示以有毒木薯为主要食物来源的人群肠道微生物组的研究。

论文共同第一作者、美国国立儿童医院研究员Matthew S. Bramble博士说,“考虑到环境和营养不良的作用,肠道微生物组并非这种疾病的唯一原因,但它是一个必要的调节因素。如果没有肠道微生物,亚麻苦甙和其他生氰糖苷对人类几乎不构成任何风险。

为了了解不利的生存环境对肠道菌群的影响及其与这种衰弱的多因素神经系统疾病的关系,这些作者使用鸟枪宏基因组测序法比较了来自刚果民主共和国的180名儿童的肠道微生物组概况。这种方法评估了细菌的多样性,并检测了各种环境中的微生物和微生物基因的丰度。

这些样本是在刚果民主共和国的金沙萨(Kinshasa)、马西-马宁巴(Masi-Manimba)和卡亨巴(Kahemba)收集的。金沙萨是一个饮食多样化且没有konzo病的城市地区;马西-马宁巴是一个农村地区,以木薯饮食为主,konzo病发病率低;卡亨巴是一个以木薯饮食为主的地区,konzo病发病率高。


受研究人群的整体阿尔法多样性和细菌分布,图片来自Nature Communications, 2021, doi:10.1038/s41467-021-25694-1。

论文共同通讯作者、刚果民主共和国国家生物医学研究所专家科学家、俄勒冈健康与科学大学神经学教授Desire Tshala-Katumbay博士说,“这项研究克服了在低资源环境下进行研究的许多挑战。它将开辟新的途径来预防konzo病,这是撒哈拉以南非洲许多儿童的一种毁灭性疾病。”

对于下一步,这些作者将研究来自卡亨巴的konzo病易发地区的兄弟姐妹对,其中只有一个兄弟姐妹受到该疾病的影响。

论文共同第一作者、美国国立儿童医院博士生Neerja Vashist说,“研究兄弟姐妹将帮助我们控制无法以其他方式控制的因素,如家庭中的木薯制备。在这项研究中,每个样本都有大约500万个DNA读长(reads),所以在我们的后续研究中,我们计划将每个样本的读长数量增加到超过4000万个,并且增加整个研究队列的规模。这项研究设计将允许我们确认我们观察到的趋势在更大范围内保持,同时增强我们全面描述肠道微生物组的能力。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Matthew S. Bramble et al. The gut microbiome in konzo.Nature Communications, 2021, doi:10.1038/s41467-021-25694-1.

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