Metagenomic analysis of gut microbiota in Parkinson's disease patients from Central China

Araştırma özeti

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

Arka plan: Parkinson hastalığı (PD), en yaygın nörodejeneratif hastalıklardan biridir, patolojik ve epidemiyolojik çalışmalar, bağırsak mikrobiyotasının Parkinson hastalığının oluşumunda ve ilerlemesinde önemli rol oynayabileceğini düşündürmektedir. Bununla birlikte, Orta Çin'den PD hastalarında dışkı mikrobiyomunda yapılan değişiklikler araştırılmamıştır. Bu nedenle, bu vaka kontrol çalışmasında, 46 PD hastasının bağırsak mikrobiyal topluluğunu karakterize ettik ve metagenomik pompalı tüfek dizilemesi kullanarak sağlıklı eşlerinkiyle karşılaştırdık. Değiştirilmiş mikrobiyota ile klinik özellikler arasındaki korelasyon incelendi, bağırsak mikrobiyotasının fonksiyonel yolları tahmin edildi ve potansiyel biyobelirteç, PD'de bağırsak mikrobiyotasının daha fazla anlaşılması için araştırıldı. Bulgular: PD hastalarının dışkılarındaki mikrobiyal topluluklar, türler düzeyinde sağlıklı eşlerden özellikle farklıydı. Hastaların bağırsak mikrobiyotası Prevotella_copri ve Bacteroides_fragilis'in tükenmesi ile karakterize edilirken, Bacteroides_stercoris ve Escherichia_coli belirgin bir şekilde yükselmiştir. Korelasyon analizi, tanımlanmış türlerin çoğunun hastalık klinik özellikleri ile negatif olarak ilişkili olduğunu bulmuştur. Özellikle Prevotella_copri yaş ve UPDRS III skoru ile negatif korelasyon gösterdi. Rasgele orman modeli, Prevotella_copri de dahil olmak üzere 6 türün hastalık için iyi bir öngörü değerine sahip olduğunu göstermiştir. Metagenomların fonksiyonel analizleri mikrobiyota metabolizmasındaki farklılıkları ortaya çıkardı. Thiamin difosfat biyosentezinin süperyolu, 4-aminobütanoat bozulması, glikoz-1-fosfat bozulması ve metilfosfonat bozulması ile ilişkili yollar hastalarda önemli ölçüde artarken, aromatik amino asit biyosentezi, korozmat biyosentezi, tiamin oluşumu ve pirimidin deoksiribonükleozidlerin kurtarılması ile ilişkili yollar önemli ölçüde azalmıştır. Prevotella_copri'nin fonksiyonel yolları esas olarak UMP biyosentezi, S-adenosil-L-metiyonin döngüsü ve guanozin ribonükleotidleri de novo biyosentezi olarak yoğunlaşmıştır. Sonuç: Bulgularımız, PD'li Çinli hastalarda bağırsak mikrobiyotasının değişikliklerini doğruladı. Değiştirilmiş mikrobiyota, potansiyel biyobelirteçler olarak kullanılabilecek hastalığın klinik özellikleri ile korelasyona sahipti. PD hastalarında bağırsak mikrobiyotasının farklı fonksiyonel yolları, hastalıktaki mekanizmayı anlamamızı geliştirmeye yardımcı olacaktır ve bağırsak mikrobiyotasını hedeflemek, gelecekte PD'nin yeni terapötik seçimlerinden biri olabilir.

Özgün kaynak özetini okuyun

Background: Parkinson's disease (PD) is one of the most common neurodegenerative diseases, pathologic and epidemiologic studies suggest that gut microbiota may play important roles in the occurrence and progression of Parkinson's disease. However, the alterations in fecal microbiome in PD patients from Central China has not been investigated. Therefore, in this case-control study, we characterised the gut microbial community of 46 PD patients and compared it to those of healthy spouses by using metagenomic shotgun sequencing. Correlation between altered microbiota and clinical features were examined, functional pathways of gut microbiota were estimated, and potential biomarker were explored for further understaning of gut microbiota in PD. Results: Microbial communities in the feces of PD patients were notably different from those of healthy spouses at species level. Gut microbiota of patients was characterized by depletion of Prevotella_copri and Bacteroides_fragilis, while the Bacteroides_stercoris and Escherichia_coli were markedly elevated. Correlation analysis found that most identified species were negatively correlated with disease clinical features. In particular, Prevotella_copri was negatively correlated with age and UPDRS Ⅲ score. Random forest model indicated that 6 species including Prevotella_copri had good predictive value for disease. Functional analyses of the metagenomes revealed differences in microbiota metabolism. Pathways associated with superpathway of thiamin diphosphate biosynthesis, 4-aminobutanoate degradation, glucose-1-phosphate degradation and methylphosphonate degradation were significant increase in patients, while pathways associated with aromatic amino acid biosynthesis, chorismate biosynthesis, thiamin formation and pyrimidine deoxyribonucleosides salvage were significantly decrease. Functional pathways of Prevotella_copri were mainly concentrated in UMP biosynthesis, S-adenosyl-L-methionine cycle and guanosine ribonucleotides de novo biosynthesis. Conclusion: Our findings confirmed changes of gut microbiota in Chinese patients with PD. Altered microbiota had correlation with the clinical characteristics of disease, which may used as potential biomarkers. Different functional pathways of gut microbiota in PD patients will help to improve our understanding of the mechanism in disease, and targeting on gut microbiota may be one of the new therapeutic choices of PD in the future.

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.