фекалибактерии
| фекалибактерии | |
|---|---|
| Научная классификация | |
| Домен: | |
| Тип: | |
| Сорт: | |
| Заказ: | |
| Семья: | |
| Род: | фекалибактерии Дункан и др., 2002 г.
|
| Разновидность: | Ф. праусницы
F. Butyricigenerans Ф. длинный |
| Биномиальное имя | |
| Faecalibacterium prausnitzii
Faecalibacterium Butyricigenerans (Хадурой и др., 1937) Дункан и др., 2002
Цзоу 2021
| |
Faecalibacterium — род бактерий. Род включает несколько видов, включая Faecalibacterium prausnitzii , Faecalibacterium Butyricigenerans , Faecalibacterium longum, Faecalibacterium longum . [ 1 ] Faecalibacterium duncaniae , Faecalibacterium Hattorii и Faecalibacterium Gallinarum . [ 2 ] Его первый известный вид, Faecalibacterium prausnitzii (переименованный в Faecalibacterium duncaniae ), является грамположительным. [ 3 ] мезофильные, палочковидные, [ 3 ] и анаэробные, [ 4 ] и является одной из наиболее распространенных и важных комменсальных бактерий человека микробиоты кишечника . Он не образует спор и неподвижен. [ 5 ] Эти бактерии производят бутират и другие жирные кислоты с короткой цепью посредством ферментации пищевых волокон . Производство бутирата делает их важным членом микробиоты кишечника, борющимся с воспалением . [ 6 ]
История
[ редактировать ]Бактерия , ранее считавшаяся членом Fusobacterium , названа в честь немецкого бактериолога Отто Праусница . В 2002 году было предложено реклассифицировать его в отдельный род Faecalibacterium , содержащий вид Faecalibacterium prausnitzii , поскольку филогенетический анализ изолятов показал, что он имеет лишь отдаленное родство с Fusobacterium и является более близким членом кластера Clostridium IV . [ 7 ] Бактерия является грамотрицательной бактерией , поскольку сначала была отнесена к Fusobacterium , однако окрашивается как грамположительная бактерия . [ 8 ] Это можно объяснить тем, что на внешней мембране у него отсутствуют липополисахариды, поэтому он более близко окрашивается к грамположительным бактериям, чем к грамотрицательным.
Генетика
[ редактировать ]Faecalibacterium prausnitzii имеет геном длиной 2 868 932 п.о. и содержание GC 56,9%. Было обнаружено, что у бактерии имеется 2707 кодирующих последовательностей, включая 77 РНК, кодирующих гены. [ 5 ] Реконструировано 128 метаболических путей, а также 27 белковых комплексов и 64 тРНК. [ 9 ] Филогенетически штаммы F. prausnitzii составляют филогруппы I и II. Большинство новых изолятов этого вида, выделенных Мухаммадом Танвир-ханом, относятся к филогруппе II. [ 10 ] Белок, вырабатываемый этой бактерией, связан с противовоспалительным действием. [ 11 ]
Faecalibacterium prausnitzii в лабораторных условиях
[ редактировать ]Faecalibacterium prausnitzii является строго анаэробным микроорганизмом, что делает его очень трудным для культивирования в лабораторных условиях. Однако существуют определенные условия и среды, которые позволяют культивировать даже вне кишечника. Богатая среда YCFA очень подходит для роста этих бактерий в анаэробных условиях. [ 12 ] Другой средой, подходящей для роста F. prausnitzii, является YBHI. [ 12 ] Любые жидкие среды или чашки с агаром следует предварительно обработать в течение 24 часов в анаэробной камере, чтобы гарантировать их полную анаэробность.
Клиническая значимость
[ редактировать ]У здоровых взрослых Faecalibacterium prausnitzii составляют примерно 5% от общей фекальной микробиоты, но эта цифра может увеличиваться до у некоторых людей около 15%, что делает его одной из наиболее распространенных кишечных бактерий. [ 8 ] Он обладает противовоспалительными свойствами и может улучшить дисбаланс кишечных бактерий, который приводит к дисбактериозу . [ 8 ] Это один из основных производителей бутирата в кишечнике. Поскольку бутират ингибирует выработку NF-kB и IFN-y , которые участвуют в провоспалительной реакции, Faecalibacterium prausnitzii действует как противовоспалительная кишечная бактерия. [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] Блокируя путь NF-kB , F. prausnitzii косвенно ингибирует выработку провоспалительного IL-8 , секретируемого эпителиальными клетками кишечника . [ 16 ] Другие исследования показали, что существует корреляция между высокой популяцией Faecalibacterium prausnitzii , низким содержанием IL-12 и более высоким производством IL-10 . [ 17 ] [ 18 ] Повышенный уровень IL-10 ингибирует секрецию IFN-y , TNF-альфа , IL-6 и IL-12 , которые являются провоспалительными цитокинами . [ 18 ] Помимо бутирата, F. prausnitzii производят формиат и D-лактат как побочные продукты ферментации глюкозы и ацетата. [ 13 ] [ 7 ] Более низкие, чем обычно, уровни F. prausnitzii в кишечнике были связаны с болезнью Крона , ожирением , астмой и большим депрессивным расстройством . [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] и более высокие, чем обычно, уровни были связаны с псориазом. [ 22 ] Faecalibacterium prausnitzii может улучшить барьерную функцию кишечника . [ 23 ] супернатант F. prausnitzii улучшает кишечный барьер, влияя на проницаемость эпителиальных клеток. Было показано, что [ 24 ] Другой способ, с помощью которого F. prausnitzii улучшает кишечный барьер, заключается в улучшении проницаемости и экспрессии прочно связанных белков — е-кадгерина и окклюдина . Оба они увеличивают плотные соединения между клетками, укрепляют кишечный барьер и облегчают воспаление. [ 25 ] [ 13 ]
Faecalibacterium prausnitzii и другие бактерии.
[ редактировать ]Исследования показывают, что F. prausnitzii взаимодействует с другими бактериями, что влияет на выработку бутирата и выживаемость. Когда F. prausnitzii культивируют с Bacteroides thetaiotaomicron , он производит больше масляной кислоты, чем в одиночку. [ 26 ] [ 12 ] F. prausnitzi i также выигрывает от выращивания с некоторыми другими бактериями. Например, чтобы выжить в кишечной среде, необходимо наличие определенных бактерий. B. thetaiotaomicron и Escherichia coli необходимы для создания подходящей среды для F. prausnitzii за счет снижения окислительно-восстановительного потенциала и изменения состава питательных веществ. [ 27 ] [ 12 ]
Воспалительное заболевание кишечника
[ редактировать ]При болезни Крона по состоянию на 2015 год большинство исследований (за одним исключением) обнаружили снижение уровня F. prausnitzii ; [ 28 ] это было обнаружено как в образцах фекалий, так и в образцах слизистой оболочки. [ 29 ] Более низкая численность этих бактерий связана не только с вероятностью развития ВЗК , но и с вероятностью рецидива после успешной терапии. Люди с более низким уровнем распространенности в шесть раз более склонны к рецидиву в будущем. [ 18 ] Однако это привередливый организм, чувствительный к кислороду, и его трудно доставить в кишечник. [ 29 ]
исключительное энтеральное питание Было обнаружено, что , которое, как известно, вызывает ремиссию при болезни Крона, снижает F. prausnitzii у лиц, ответивших на лечение. [ 30 ] Это может быть связано с отсутствием определенных питательных веществ, необходимых бактериям для выживания. [ 31 ]
Актуальность биомаркера
[ редактировать ]F. prausnitzii также может служить биомаркером, позволяющим различать различные воспалительные состояния кишечника. Это хороший биомаркер для дифференциации болезни Крона и колоректального рака . [ 32 ] Еще лучшим биомаркером является F. prausnitzii по сравнению с E. coli в качестве дополнительного индикатора (индекс FE). Этот индекс действительно хорошо помогает дифференцировать колоректальный рак и язвенный колит . [ 32 ]
Сочетание серологических данных хозяина и микробиологических показателей может служить хорошим биомаркером, поскольку сообщалось, что болезнь Крона и язвенный колит можно дифференцировать на основе мониторинга F. prausnitzii в сочетании с подсчетом лейкоцитов . [ 33 ]
См. также
[ редактировать ]- Мотив РНК IMPDH , регулятор транскрипции Faecalibacterium
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Цзоу, Юаньцян; Линь, Сяоцянь; Сюэ, Вэньбинь; Туо, Ли; Чен, Мин-Шэн; Чен, Сяо-Хуэй; Сунь, Чэн-хан; Ли, Фейна; Лю, Шао-вэй; Дай, Ин; Кристиансен, Карстен; Сяо, Лян (31 мая 2021 г.). «Характеристика и описание Faecalibacterium Butyricigenerans sp. nov. и F. longum sp. nov., выделенных из человеческих фекалий» . Научные отчеты . 11 (1): 11340. doi : 10.1038/s41598-021-90786-3 . ISSN 2045-2322 . ПМК 8166934 .
- ^ Сакамото, Мицуо; Сакурай, Наоми; Танно, Хироки; Иино, Такао; Окума, Мория; Эндо, Акихито (2022). «Геномная, фенотипическая и хемотаксономическая классификация штаммов Faecalibacterium: предложение трех новых видов Faecalibacterium duncaniae sp. nov., Faecalibacterium Hattorii sp. nov. и Faecalibacterium Gallinarum sp. nov.» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 72 (4): 005379. doi : 10.1099/ijsem.0.005379 . ISSN 1466-5034 .
- ^ Jump up to: а б Мартин Р., Микель С., Беневидес Л., Бридонно С., Робер В., Худо С. и др. (2017). «Функциональная характеристика новых штаммов Faecalibacterium prausnitzii , выделенных от здоровых добровольцев: шаг вперед в использовании F. prausnitzii в качестве пробиотика следующего поколения» . Границы микробиологии . 8 : 1226. дои : 10.3389/fmicb.2017.01226 . ПМК 5492426 . ПМИД 28713353 .
- ^ Хан М.Т., Дункан С.Х., Стамс А.Дж., ван Дийл Дж.М., Флинт Х.Дж., Хармсен Х.Дж. (август 2012 г.). «Кишечный анаэроб Faecalibacterium prausnitzii использует внеклеточный электронный челнок для роста на кисло-бескислородных интерфазах» . Журнал ISME . 6 (8): 1578–1585. дои : 10.1038/ismej.2012.5 . ПМК 3400418 . ПМИД 22357539 .
- ^ Jump up to: а б Бэг С., Гош Т.С., Дас Б (ноябрь 2017 г.). «Полная последовательность генома Faecalibacterium prausnitzii, выделенная из кишечника здорового взрослого индийца» . Геномные объявления . 5 (46). doi : 10.1128/genomeA.01286-17 . ПМК 5690339 . ПМИД 29146862 .
- ^ Лопес-Сайлс М., Дункан С.Х., Гарсия-Хил Л.Дж., Мартинес-Медина М. (апрель 2017 г.). «Faecalibacterium prausnitzii: от микробиологии к диагностике и прогностике» . Журнал ISME . 11 (4): 841–852. дои : 10.1038/ismej.2016.176 . ПМЦ 5364359 . ПМИД 28045459 .
- ^ Jump up to: а б Дункан С.Х., Холд Г.Л., Хармсен Х.Дж., Стюарт К.С., Флинт Х.Дж. (ноябрь 2002 г.). «Требования к росту и продукты ферментации Fusobacterium prausnitzii, а также предложение переклассифицировать ее в Faecalibacterium prausnitzii gen. nov.,comb. nov» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 52 (Часть 6): 2141–2146. дои : 10.1099/00207713-52-6-2141 . ПМИД 12508881 .
- ^ Jump up to: а б с Микель С., Мартин Р., Росси О., Бермудес-Умаран Л.Г., Шатель Х.М., Сокол Х. и др. (июнь 2013 г.). «Faecalibacterium prausnitzii и здоровье кишечника человека». Современное мнение в микробиологии . 16 (3): 255–261. дои : 10.1016/j.mib.2013.06.003 . ПМИД 23831042 .
- ^ «Краткое описание Faecalibacterium prausnitzii, штамм A2-165, версия 21.5» . БиоЦик .
- ^ Лопес-Сайлс М., Хан Т.М., Дункан С.Х., Хармсен Х.Дж., Гарсия-Гил Л.Дж., Флинт Х.Дж. (январь 2012 г.). «Культивируемые представители двух основных филогрупп толстой кишки человека Faecalibacterium prausnitzii могут использовать для роста пектин, уроновые кислоты и субстраты, полученные из организма хозяина» . Прикладная и экологическая микробиология . 78 (2): 420–428. Бибкод : 2012ApEnM..78..420L . дои : 10.1128/AEM.06858-11 . ПМЦ 3255724 . ПМИД 22101049 .
- ^ Quévrain E, Maubert MA, Michon C, Chain F, Marquant R, Tailhades J и др. (март 2016 г.). «Идентификация противовоспалительного белка из Faecalibacterium prausnitzii, комменсальной бактерии, дефицитной при болезни Крона» . Гут . 65 (3): 415–425. дои : 10.1136/gutjnl-2014-307649 . ПМК 5136800 . ПМИД 26045134 .
- ^ Jump up to: а б с д Вржосек Л., Микель С., Нордин М.Л., Буэ С., Жонкель Шевалье-Курт М., Роберт В. и др. (май 2013 г.). «Bacteroides thetaiotaomicron и Faecalibacterium prausnitzii влияют на выработку гликанов слизи и развитие бокаловидных клеток в эпителии толстой кишки гнотобиотической модели грызуна» . БМК Биология . 11 (1): 61. дои : 10.1186/1741-7007-11-61 . ПМЦ 3673873 . ПМИД 23692866 .
- ^ Jump up to: а б с Хэ Х, Чжао С, Ли Ю (05 марта 2021 г.). «Faecalibacterium prausnitzii: пробиотик нового поколения для лечения заболеваний кишечника» . Канадский журнал инфекционных заболеваний и медицинской микробиологии . 2021 : e6666114. дои : 10.1155/2021/6666114 . ISSN 1712-9532 .
- ^ Инан М.С., Расулпур Р.Дж., Инь Л., Хаббард А.К., Розенберг Д.В., Джардина С. (апрель 2000 г.). «Люминальный бутират короткоцепочечной жирной кислоты модулирует активность NF-kappaB в линии эпителиальных клеток толстой кишки человека». Гастроэнтерология . 118 (4): 724–734. дои : 10.1016/s0016-5085(00)70142-9 . ПМИД 10734024 .
- ^ Чжан, Цзяньбо; Хуан, Ю-Джа; Юн, Джун Ён; Кеммитт, Джон; Райт, Чарльз; Шнайдер, Кирстен; Сфабмиксай, Питер; Эрнандес-Гордилло, Виктор; Холкомб, Стивен Дж.; Бхушан, Мост; Рохатги, Гар; Бентон, Кайл; Карпентер, Дэвид; Кестер, Джамила С.; Лайт, Джордж (январь 2021 г.). «Перекрестные помехи первичного барьера слизистой оболочки толстой кишки человека со сверхчувствительной к кислороду Faecalibacterium prausnitzii в непрерывной культуре» . С 2 (1): 74–98.е9. дои : 10.1016/j.medj.2020.07.001 . ISSN 2666-6340 . ПМЦ 7839961 . ПМИД 33511375 .
- ^ Микель С., Леклерк М., Мартин Р., Чейн Ф., Ленуар М., Рагидо С. и др. (апрель 2015 г.). Блазер М.Дж. (ред.). «Идентификация метаболических признаков, связанных с противовоспалительным действием Faecalibacterium prausnitzii» . мБио . 6 (2). дои : 10.1128/mBio.00300-15 . ПМЦ 4453580 . ПМИД 25900655 .
- ^ Цю X, Чжан М, Ян X, Хун Н, Ю С (декабрь 2013 г.). «Faecalibacterium prausnitzii активирует регуляторные Т-клетки и противовоспалительные цитокины при лечении колита, вызванного TNBS» . Журнал Крона и колита . 7 (11): е558–е568. дои : 10.1016/j.crohns.2013.04.002 . ПМИД 23643066 .
- ^ Jump up to: а б с д Сокол Х., Пиньёр Б., Ваттерло Л., Лахдари О., Бермудес-Умаран Л.Г., Гратаду Дж.Дж. и др. (октябрь 2008 г.). «Faecalibacterium prausnitzii — это противовоспалительная комменсальная бактерия, выявленная при анализе микробиоты кишечника пациентов с болезнью Крона» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (43): 16731–16736. дои : 10.1073/pnas.0804812105 . ПМЦ 2575488 . ПМИД 18936492 .
- ^ «Бактерия виновата в болезни Крона » . Новости Би-би-си. 21 октября 2008 г. Проверено 21 октября 2008 г.
- ^ Ньютон Р.Дж., Маклеллан С.Л., Дила Д.К., Винейс Дж.Х., Моррисон Х.Г., Эрен А.М. , Согин М.Л. (февраль 2015 г.). «Сточные воды отражают микробиомы человеческой популяции» . мБио . 6 (2): e02574. дои : 10.1128/mBio.02574-14 . ПМК 4358014 . ПМИД 25714718 .
- ^ Цзян Х., Лин З., Чжан Ю., Мао Х., Ма З., Инь Ю. и др. (август 2015 г.). «Измененный состав фекальной микробиоты у пациентов с большим депрессивным расстройством» . Мозг, поведение и иммунитет . 48 : 186–194. дои : 10.1016/j.bbi.2015.03.016 . ПМИД 25882912 .
- ^ Кодоньер Ф.М., Рамирес-Боска А., Климент Э., Каррион-Гутьеррес М., Герреро М., Перес-Оркин Х.М. и др. (февраль 2018 г.). «Микробный состав кишечника у больных псориазом» . Научные отчеты . 8 (1): 3812. Бибкод : 2018NatSR...8.3812C . дои : 10.1038/s41598-018-22125-y . ПМК 5830498 . ПМИД 29491401 .
- ^ Стенман Л.К., Бурселин Р., Лахтинен С. (февраль 2016 г.). «Установление причинно-следственной связи между кишечными микробами, увеличением массы тела и метаболизмом глюкозы у людей - на пути к лечению пробиотиками». Полезные микробы . 7 (1): 11–22. дои : 10.3920/BM2015.0069 . ПМИД 26565087 .
- ^ Росси О., ван Беркель Л.А., Чейн Ф., Танвир Хан М., Таверн Н., Сокол Х. и др. (январь 2016 г.). «Faecalibacterium prausnitzii A2-165 обладает высокой способностью индуцировать IL-10 в дендритных клетках человека и мыши и модулировать ответы Т-клеток» . Научные отчеты . 6 (1): 18507. Бибкод : 2016NatSR...618507R . дои : 10.1038/srep18507 . ПМЦ 4698756 . ПМИД 26725514 .
- ^ Лаваль Л., Мартин Р., Нативидад Дж.Н., Чейн Ф., Микель С., Декле де Маредсус С. и др. (02.01.2015). «Lactobacillus rhamnosus CNCM I-3690 и комменсальная бактерия Faecalibacterium prausnitzii A2-165 проявляют защитные эффекты, аналогичные индуцированной гиперпроницаемости барьера у мышей» . Кишечные микробы . 6 (1): 1–9. дои : 10.4161/19490976.2014.990784 . ПМЦ 4615674 . ПМИД 25517879 .
- ^ Лихт Т.Р., Хансен М., Бергстрем А., Поулсен М., Крат Б.Н., Марковски Дж. и др. (январь 2010 г.). «Влияние яблок и конкретных яблочных компонентов на среду слепой кишки обычных крыс: роль яблочного пектина» . БМК Микробиология . 10 (1): 13. дои : 10.1186/1471-2180-10-13 . ПМЦ 2822772 . ПМИД 20089145 .
- ^ Ченг Л., Кивит М.Б., Логтенберг М.Дж., Гроеневелд А., Наута А., Шолс Х.А. и др. (2020). «Влияние различных олигосахаридов человеческого молока на рост бифидобактерий в монокультуре и совместном культивировании с Faecalibacterium prausnitzii » . Границы микробиологии . 11 : 569700. doi : 10.3389/fmicb.2020.569700 . ПМЦ 7662573 . ПМИД 33193162 .
- ^ Райт Э.К., Камм М.А., Тео С.М., Иноуе М., Вагнер Дж., Кирквуд CD (июнь 2015 г.). «Последние достижения в характеристике желудочно-кишечного микробиома при болезни Крона: систематический обзор» . Воспалительные заболевания кишечника . 21 (6): 1219–1228. doi : 10.1097/MIB.0000000000000382 . ПМК 4450900 . ПМИД 25844959 .
- ^ Jump up to: а б Эль Хаге Р., Эрнандес-Санабриа Э., Ван де Виле Т. (29 сентября 2017 г.). «Новые тенденции в области «умных пробиотиков»: функциональный учет для разработки новых приложений для здравоохранения и промышленности» . Границы микробиологии . 8 : 1889. doi : 10.3389/fmicb.2017.01889 . ПМЦ 5626839 . ПМИД 29033923 .
- ^ Герасимидис К., Рассел Р., Хансен Р., Айва С., Ломан Н., Берц М. и др. (июль 2014 г.). «Роль Faecalibacterium prausnitzii в болезни Крона: друг, враг или не имеет большого значения?» . Воспалительные заболевания кишечника . 20 (7): Е18–Е19. дои : 10.1097/MIB.0000000000000079 . ПМИД 24859302 .
- ^ Дидерен К., Ли Й.В., Доначи Г.Е., де Мей Т.Г., де Ваарт Д.Р., Хакворт ТБ и др. (ноябрь 2020 г.). «Исключительное энтеральное питание опосредует микробные и метаболические изменения в кишечнике, которые связаны с ремиссией у детей с болезнью Крона» . Научные отчеты . 10 (1): 18879. Бибкод : 2020NatSR..1018879D . дои : 10.1038/s41598-020-75306-z . ПМК 7609694 . ПМИД 33144591 .
- ^ Jump up to: а б Лопес-Силес М., Мартинес-Медина М., Абелла С., Бускетс Д., Сабат-Мир М., Дункан С.Х. и др. (ноябрь 2015 г.). Элкинс, Калифорния (ред.). «Богатство филотипов Faecalibacterium prausnitzii, ассоциированных со слизистой оболочкой, снижается у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника» . Прикладная и экологическая микробиология . 81 (21): 7582–7592. Бибкод : 2015ApEnM..81.7582L . дои : 10.1128/АЕМ.02006-15 . ПМК 4592880 . ПМИД 26296733 .
- ^ Свидсински А., Лёнинг-Бауке В., Ванихутт М., Дорффель Ю. (февраль 2008 г.). «Активную болезнь Крона и язвенный колит можно диагностировать и контролировать на основе биоструктуры фекальной флоры» . Воспалительные заболевания кишечника . 14 (2): 147–161. дои : 10.1002/ibd.20330 . ПМИД 18050295 . S2CID 46449782 .