Mikrobiota dla zaawansowanych cz.1 Mikrobiom reguluje procesy korowej mielinizacji - Dietetyk Szczecin - Dietetica - Move Your Genes
18080
post-template-default,single,single-post,postid-18080,single-format-standard,bridge-core-2.0.8,ajax_fade,page_not_loaded,,qode_grid_1200,side_menu_slide_from_right,qode-content-sidebar-responsive,qode-theme-ver-19.5,qode-theme-bridge,qode_header_in_grid,wpb-js-composer js-comp-ver-6.1,vc_responsive,elementor-default,elementor-kit-17645

Mikrobiota dla zaawansowanych cz.1 Mikrobiom reguluje procesy korowej mielinizacji

Mikrobiota dla zaawansowanych cz.1 Mikrobiom reguluje procesy korowej mielinizacji

Witamy z naszym gronie panią doktor Karinę Skonieczną Żydecką. Pani doktor jest ekspertem w dziedzinie mikroflory i połaczeń z zaburzeniami funkcji mózgu. Będzie dla nas robiła naukowy przegląd prasy. A więc jeśli potrzebujesz “twardych” danych naukowych, piszesz pracę naukową – śledz wpisy dr Karoliny. Warto!

Mikrobiom reguluje procesy korowej mielinizacji

Celem badania była: Ocena wpływu mikrobiota na poziom neuronalnej transkrypcji w modelu mysim.

Grupę badaną stanowiły myszy :

  1. Germ free (GF) – bez mikrobiota,
  2. CON –  naturalnie skolonizowane,
  3. exGF – myszy sterylne do czasu zakończenia karmienia piersią (21 dzień), następnie hodowane wspólnie z CON  w celu naturalnej kolonizacji.

Myszy wszystkich grup karmiono pozbawionym mikroorganizmów (autoklawowanym) pożywieniem. Zwierzęta hodowano do 10 tygodnia.

Materiałem badawczym było: pobrane post mortem mózgowie wraz z kluczowymi rejonami mózgowia, tj. ciałem migdałowatym, korą przedczołową i czołową, prążkowiem, móżdżkiem oraz hipokampem.

W badaniu wykorzystano następujące metody badawcze:

  1. Analiza transkyptomu/poziomu ekspresji – sekwencjonowanie RNA
  2. Analiza ontologiczna transkryptomu – moduł bioinformatyczny GENE ONTOLOGY (GO)*
  3. Ocena ekspresji na poziomie mRNA– real time PCR
  4. Ocena ekspresji na poziomie białka – Western Blot
  5. Ocena strukturalna komórek mózgowia – mikroskopia elektronowa

* GO to projekt bioinformatyczny opisujący sposób funkcjonowania komórek; właściwości ich genów i produktów w kontekście komórkowym. Projekt podzielony jest na trzy domeny: element komórkowy (np. mitochondrium), funkcję molekularną (np. aktywność katalityczna) oraz proces biologiczny (seria wydarzeń połączona z funkcją molekularną, np. transport przez błonę).

W wyniku przeprowadzonych badań uzyskano następujące wyniki:

  • Eksperymenty wykonane na materiale pobranym z rejonów kory przedczołowej (ang. prefrontal cortex, PFC) samców:
  1. Ekspresja

– różnica w ekspresji 221 genów u CON w porównaniu do exGF i GF (107 wzrost ekspresji, 114 spadek ekspresji)

– różnica w ekspresji 190 genów pomiędzy CON a GF (94 wzrost ekspresji, 96 spadek ekspresji)

– różnica w ekspresji 15 genów pomiędzy GF a exGF (8 wzrost ekspresji, 7 spadek ekspresji)

  1. Analiza ontologiczna genów o wyższej ekspresji PF u myszy GF w porównaniu do CON

– nadekspresja genów związanych z procesami mielinizacji i regulacji transkrypcji (w kategorii biologicznej GO: osłona neuronów, regulacja potencjału czynnościowego komórek nerwowych, regulacja potencjału błonowego, homeostaza chemiczna w komórce, równowaga jonowa; w kategorii komórkowej GO: osłona neuronów; w kategorii molekularnej GO: składnik strukturalny osłonki mielinowej, aktywność czynnika transkrypcyjnego, aktywność regulatora transkrypcji, sekwencyjno-zależne wiązanie DNA)

– analiza związków funkcjonalnych genów o wyższej ekspresji u GF w porównaniu do  CON – kluczowy gen czynnika neurotropowego pochodzenia mózgowego (ang. brain derived neurothropic factor, BDNF) oraz kinaz aktywowanych mitogenami MAPk (ang. mitogen-activated protein kinases)

– wyższa ekspresja u GF w porównaniu do CON w ponad 40% dotyczyła genów bezpośrednio związanych z mielinizacją oraz aktywnością neuronalną. Co istotne zauważono, że żaden z tych genów NIE ulegał odmiennej ekspresji u myszy exGF

  1. Analiza ontologiczna genów o niższej ekspresji PF u myszy GF w porównaniu do CON

– obniżona ekspresja genów związanych z procesami ochrony immunologicznej (w kategorii biologicznej GO: odpowiedź immunologiczna, odpowiedź obronna; w kategorii komórkowej GO: rejony/matrix pozakomórkowe, błona komórkowa; w kategorii molekularnej GO: wiązanie jonów wapnia)

 

  • Eksperymenty wykonane na całym materiale pobranym z mózgowia samców: ciało migdałowate, kora przedczołowa i czołowa, prążkowie, móżdżek oraz hipokamp. – Ekspresja mRNA 5 kluczowych dla mielinizacji genów (Mag, Mbp, Mobp, Mog, Plp1)

– wzrost ekspresji mRNA dla każdego z genów w obrębie kory przedczołowej u myszy GF w porównaniu zarówno do CON jak i exGF. Brak różnić w pozostałych rejonach mózgowia. Jedynie w móżdżku ekspresja Mog istotnie wyższa u kontroli w porównaniu do exGF

  1. Ekspresja genów oligodendrocytów  (Olig1, Olig2, Qk) oraz genów-regulatorów mielinizacji (Egr2, Sox10, Sox2)

– istotny statystycznie wzrost ekspresji genów Sox10 oraz Olig1 (kodujących czynnik transkrypcyjne-aktywatory transkrypcji genów mielinizacji zaangażowane w terminalne dojrzewanie oligodendrocytów) u myszy GF w porównaniu do CON i exGF. Jednocześnie wzrost poziomu ekspresji mRNA genu Egr2 odpowiedzialnego z kontrolę mielinizacji.

  1. Brak w/w zmian u myszy samic!!!!
  2. Stopień mielinizacji aksonów PFC istotnie wyższy u myszy GF bez zmian w grubości samego aksonu w porównaniu do myszy CON oraz exGF.
  3. Tendencja do większej liczby blaszek mielinowych w neuronach myszy GF w porównaniu do myszy CON oraz exGF.
  4. Istotny wzrost ekspresji białka 1 z genów mielogenezy (Mog) w PFC u myszy GF w porównaniu do myszy CON oraz exGF.

 

Wyniki przeprowadzonych badań pozwalają wnioskować, że mikrobiota jest niezbędna w procesie mielinizacji neuronów, zwłaszcza kory przedczołowej, u osobników płci męskiej, szczególnie w krytycznych okresach neurorozwoju

zródło

Hoban AE, Stilling RM, Ryan FJ, Shanahan F, Dinan TG, Claesson MJ, Clarke G,  Cryan JF. Regulation of prefrontal cortex myelination by the microbiota. Transl Psychiatry. 2016 Apr 5;6:e774. doi: 10.1038/tp.2016.42.

autor wpisu dr Karolina Skonieczna Żydecka