Gut Microbiome and Serum Metabolome Alterations Associated with Isolated Dystonia.

Araştırma özeti

Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by

Dystonia, istem dışı kas kasılmaları ile karakterize olan karmaşık bir nörolojik hareket bozukluğudur. Artan çalışmalar, mikrobiyomu nörolojik bozukluklar için olası bir anahtar duyarlılık faktörü olarak dahil eder, ancak bağırsak mikrobiyotası ile distoni arasındaki ilişki zayıf bir şekilde araştırılmıştır. Burada, izole distoni ve 27 yaş ve çevre uyumlu sağlıklı kontrollere sahip 57 hastanın bağırsak mikrobiyotası 16S rRNA gen amplikon dizilemesi ile analiz edildi. Ayrıca, yüksek performanslı sıvı kromatografi-kütle spektrometrisi ile ölçülen bağırsak mikrobiyomu ve serum metabolomunun bütünleyici analizi yapıldı. Alfa-çeşitlilikte hiçbir fark bulunmazken, beta-çeşitlilik önemli ölçüde farklıydı, distoni hastaları arasında kontroller arasında olduğundan daha heterojen bir topluluk yapısı vardı. Distonideki en önemli değişiklikler, Blautia obeum, Dorea longicatena ve Eubacterium hallii gibi Clostridiales'deki bir artışı ve Bacteroides vulgatus ve Bacteroides plebeius'taki bir azalmayı vurguladı. Fonksiyonel analiz, triptofan ve pürin biyosentezi ile ilgili genlerin distoni hastalarından bağırsak mikrobiyotasında daha bol olduğunu, sitrat döngüsü, B6 vitamini ve glikan metabolizmasına bağlı genlerin daha az bol olduğunu ortaya koydu. Serum metabolitlerinin değerlendirilmesi, değişen l-glutamik asit, taurin ve d-tirozin seviyelerini ortaya çıkardı ve nörotransmitter metabolizmasında değişiklikler olduğunu düşündürdü. En çok modifiye edilen metabolitler, Clostridiales'e ait üyelerin bolluğuyla güçlü bir şekilde ters orantılıydı ve bağırsak mikrobiyotasının nörometabolik aktivite üzerindeki etkisini ortaya çıkardı. Bu çalışma, izole distoni olan ve bağırsak mikrobiyotası ile serum nörotransmitterleri arasındaki potansiyel bağlantıları tespit eden ve izole distoninin patogenezine yeni bir bakış sağlayan ilk bağırsak mikrobiyal disbiyozudur. IMPORTANCE Dystonia, esansiyel titreme ve Parkinson hastalığından sonra en sık görülen üçüncü hareket bozukluğudur. Bununla birlikte, vakaların çoğunun nedeni bilinmemektedir. Bu şimdiye kadar bağırsak mikrobiyomunun önemli değişikliklerini ortaya koyan ve izole distoni olan hastalarda serum metabolitlerinin bağırsak disbiyozu ile değiştirilmesini ilişkilendiren ilk çalışmadır. Sağlıklı kontrollere kıyasla distonili hastalarda Clostridiales ve Bacteroidetes'in genel olarak aşırı temsilini gösterdik. Fonksiyonel analiz, nörotransmitter serotoninin öncüsü olan triptofan biyosentezi ile ilgili genlerin izole distoni hastalarında daha aktif olduğunu buldu. Birkaç serum metabolitinin değişen seviyelerinin, izole distonideki nörotransmitter metabolizmasındaki farklılıkları gösteren d-tirozin, taurin ve glutamat gibi mikrobiyal değişikliklerle ilişkili olduğu bulundu. Bütünleyici analiz, nörotransmitter sistem disfonksiyonunun bağırsak mikrobiyomunun distoninin gelişimine katıldığı olası bir yol olabileceğini düşündürmektedir. Bağırsak mikrobiyomu değişiklikleri, distoninin patogenezine yeni bir bakış açısı sağlar ve yeni potansiyel terapötik yönler önerir.

Özgün kaynak özetini okuyun

Dystonia is a complex neurological movement disorder characterized by involuntary muscle contractions. Increasing studies implicate the microbiome as a possible key susceptibility factor for neurological disorders, but the relationship between the gut microbiota and dystonia remains poorly explored. Here, the gut microbiota of 57 patients with isolated dystonia and 27 age- and environment-matched healthy controls was analyzed by 16S rRNA gene amplicon sequencing. Further, integrative analysis of the gut microbiome and serum metabolome measured by high-performance liquid chromatography-mass spectrometry was performed. No difference in α-diversity was found, while β-diversity was significantly different, with a more heterogeneous community structure among dystonia patients than among controls. The most significant changes in dystonia highlighted an increase in Clostridiales, including Blautia obeum, Dorea longicatena, and Eubacterium hallii, and a reduction in Bacteroides vulgatus and Bacteroides plebeius. The functional analysis revealed that genes related to tryptophan and purine biosynthesis were more abundant in gut microbiota from patients with dystonia, while genes linked to citrate cycle, vitamin B6, and glycan metabolism were less abundant. The evaluation of serum metabolites revealed altered levels of l-glutamic acid, taurine, and d-tyrosine, suggesting changes in neurotransmitter metabolism. The most modified metabolites strongly inversely correlated with the abundance of members belonging to the Clostridiales, revealing the effect of the gut microbiota on neurometabolic activity. This study is the first to reveal gut microbial dysbiosis in patients with isolated dystonia and identified potential links between gut microbiota and serum neurotransmitters, providing new insight into the pathogenesis of isolated dystonia. IMPORTANCE Dystonia is the third most common movement disorder after essential tremor and Parkinson's disease. However, the cause for the majority of cases is not known. This is the first study so far that reveals significant alterations of gut microbiome and correlates the alteration of serum metabolites with gut dysbiosis in patients with isolated dystonia. We demonstrated a general overrepresentation of Clostridiales and underrepresentation of Bacteroidetes in patients with dystonia in comparison with healthy controls. The functional analysis found that genes related to the biosynthesis of tryptophan, which is the precursor of the neurotransmitter serotonin, were more active in isolated dystonia patients. Altered levels of several serum metabolites were found to be associated with microbial changes, such as d-tyrosine, taurine, and glutamate, indicating differences in neurotransmitter metabolism in isolated dystonia. Integrative analysis suggests that neurotransmitter system dysfunction may be a possible pathway by which the gut microbiome participates in the development of dystonia. The gut microbiome changes provide new insight into the pathogenesis of dystonia, suggesting new potential therapeutic directions.

Bilimsel değerlendirme

Araştırma sorusu

Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.

Yöntem ve örneklem

Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.

Temel bulgular

Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.

Sınırlılıklar

Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.

Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.