Білки яловичини, курки та сої, що містяться у раціонах, викликають різні мікробіоти та метаболіти кишечника

Харчова мікробіологія

Редаговано
Хав'єр Карбалло

Університет Віго, Іспанія

Переглянуто
Марія Д. Серраделл

Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Аргентина

Цзіньшуй Чжен

Хуачжунський сільськогосподарський університет, Китай

Приналежності редактора та рецензентів є останніми, наданими в їхніх дослідницьких профілях Loop, і вони не можуть відображати їх ситуацію на момент огляду.

курки

  • Завантажити статтю
    • Завантажте PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Додаткові
      Матеріал
  • Експортне посилання
    • EndNote
    • Довідковий менеджер
    • Простий текстовий файл
    • BibTex
ПОДІЛИТИСЯ НА

СТАТТЯ Оригінального дослідження

  • Ключова лабораторія переробки м'яса та контролю якості, МНС, Ключова лабораторія переробки м'яса, МОА, Цзянсу Спільний інноваційний центр виробництва, переробки та контролю якості м'яса, Нанкінський сільськогосподарський університет, Нанкін, Китай

Вступ

В останні роки припускають, що надмірне споживання м’яса та м’ясних продуктів пов’язане з деякими порушеннями обміну речовин (Tilman and Clark, 2014). Зокрема, N-нітрозосполуки та гетероциклічні аміни, які утворюються під час варіння червоного м'яса при високих температурах, можуть бути критичними факторами для підвищеного ризику смертності від раку прямої кишки (Pan et al., 2012; Bastide et al., 2015 ). Однак факт полягає в тому, що м'ясо має багато біологічних функцій з точки зору високодоступних поживних речовин, включаючи незамінні амінокислоти, гемове залізо та вітаміни (Pereira and Vicente, 2013).

Їжа є головним фактором, який може формувати мікробіоти кишечника (Subramanian et al., 2014). Показано, що шлунково-кишковий тракт та бактерії, що проживають, відіграють вирішальну роль у витягуванні та метаболізмі харчових інгредієнтів (Muegge et al., 2011; Tyakht et al., 2012; Tang et al., 2013). Щодня в товсту кишку людини надходить близько 12–18 г білка, що складається із залишкових харчових білків та ендогенних ферментів, що секретуються в тонкому кишечнику (Scott et al., 2013). Приблизно 10% споживаних білків може потрапити в товсту кишку, що залежить від виду та кількості споживаного білка (Каммінгс, 1997). Залишкові харчові білки та ендогенні ферменти є основним джерелом азоту для росту мікробіоти кишечника (Cummings and MacFarlane, 1991). Амінокислоти стануть джерелом енергії в дистальній частині товстої кишки (Hamer et al., 2012). Недавні дослідження показали, що метаболіти, отримані з мікробіоти кишечника, можуть мати певний вплив на здоров'я господаря, наприклад, коротколанцюгові жирні кислоти, особливо бутират, можуть служити енергією для тканин господаря (Flint et al., 2015). З іншого боку, ліпополісахарид (LPS), ендотоксин, може потрапляти в циркуляцію і зв’язуватися з білком, що зв’язує ліпополісахариди (LBP) у печінці (Weiss, 2003; Zhao, 2013). Комплекс LPS-LBP надалі зв'язується з рецептором CD14, який опосередковує активацію макрофагів з продукуванням запальних цитокінів (Lukkari et al., 1999).

Матеріали і методи

Тварини та зразки

Чотиритижневі самці щурів Sprague-Dawley (117 ± 10 г) були придбані в Експериментальному центрі тварин в Чжецзяні (м. Чжецзян, Китай, SCXK9 2008-00) і розміщені в конкретному звіровому центрі без патогенів (SYXK 2011-0037). Після 7-денної акліматизації (джерело білка: казеїн) щурів випадковим чином розподіляли до чотирьох складених дієт з казеїном та білками яловичини, курки та сої ( = 8 у кожній групі). Казеїн - єдиний білок у стандартній дієті щурів, рекомендований Американським інститутом харчування, і таким чином ми встановили групу казеїну в якості контролю. Складені дієти були підготовлені, як описано раніше (Zhu et al., 2015). Тварин утримували індивідуально в клітинах із пластиковою вентиляцією, їм давали воду та дієти ad libitum у контрольованій температурі та вологості (20,0 ± 0,5 ° C, 60 ± 10%) приміщенні з 12-годинним циклом світло/темрява. Експериментальний протокол із залученням тварин був розглянутий та затверджений Етичним комітетом Центру експериментальних тварин з Нанкінського сільськогосподарського університету. Усі експерименти проводились відповідно до відповідних рекомендацій та положень Етичного комітету експериментальних тваринних центрів Нанкінського сільськогосподарського університету.

Після 90-денного годування всіх щурів забивали через 4 години голодування. Дистальний вміст товстої кишки збирали і переносили у дві пробірки епендорфа, потім негайно заморожували у рідкому азоті та зберігали при -80 ° C для метаболомічного та мікробіотичного аналізів.

Мікробіота та метаболомічний аналіз

Аналіз мікробіоти був згаданий у нашому попередньому дослідженні (Zhu et al., 2015). Коротко, вміст сліпої кишки був зібраний, заморожений у рідкому азоті та зберігався при -80 ° C перед аналізом. ДНК витягували з кожного зразка за допомогою міні-набору для стільця QIAamp DNA Stool (NO. 51504, Qiagen, Німеччина) згідно з протоколом виробника. Ген 16S рибосомної РНК (рРНК) із вмісту цекалу був ампліфікований універсальними праймерами: F515 (5′-GTGCCAGCMGCCGCGG-3 ′) та R907 (5′-CCGTCAATTCMTTTRAGTTT-3 ′). Для ампліфікації застосовували гіперваріабельну область V4-V5, яка є універсальною майже для всіх бактеріальних таксонів. Очищені амплікони секвенували під платформою MiSeq (Illumina, Сан-Дієго, Каліфорнія, США) за стандартними протоколами в комерційній компанії (Shanghai Majorbio Bio-Pharm Technology Co., Ltd, Шанхай, Китай).

Аналіз ланцюгової реакції зворотної транскриптази-полімерази (RT-PCR) на основі мРНК

Для оцінки рівня мРНК LBP та CD14 у зразках печінки використовували напівкількісний аналіз RT-PCR. Загальну РНК виділяли із зразків печінки за допомогою універсального комплекту для вилучення РНК TaKaRa MiniBEST (TaKaRa, Японія) згідно з протоколом виробництва. Загальну РНК визначали кількісно за допомогою спектрофотометра NanoDrop ND-2000 (NanoDrop Technologies, Делавер, США) при 260/230 і 260/280 нм. Потім 400 нг РНК зворотньо транскрибували в 10 мкл кДНК за допомогою PrimeScript TM RT Master Mix (TaKaRa, Японія) та термоциклера Peltier 200 (MJ Research, Watertown, MA, USA). КДНК розчиняли у воді без РНК-ази та зберігали при -20 ° C.

Двоступеневі реакції qRT-PCR проводили у трьох примірниках на 96-лункових планшетах із використанням системи ПЛР у реальному часі 7500 (Applied Biosysytems, Фостер, Каліфорнія) із SYBR ® Premix Ex TaqTM (TaKaRa, Осту, Японія). LBP (Lukkari et al., 1999), CD14 (Järveläinen et al., 1997) та β-актинові послідовності праймерів були синтезовані Sangon Biotech (Шанхай, Китай). Ці послідовності праймерів були перелічені в таблиці 1. Концентрації матриці та праймерів, ефективність та консистенція ампліфікації LBP, CD14 та β-актину оцінювали за відносною стандартною кривою шляхом розведення ешелону (1: 1–1: 625). Реакційний розчин (20 мкл) містить 10 мкл SYBR ® Premix Ex Taq, 0,4 мкл прямого праймера ПЛР (10 мкМ) і 0,4 мкл резервного праймера ПЛР (10 мкМ), 0,4 еталонного барвника ROX II, 2 мкл кДНК і 6,8 мкл dH2O. Умови циклічного руху були такими: 30 с для денатурації при 95 ° C, 40 циклів по 5 с при 95 ° C і 34 с при 60 ° C для денатурації, з подальшим потрійним чергуванням між 95 і 60 ° C для аналізу кривої плавлення для перевірки специфічність одного посилення. Зміни складності експресії LBP та CD14 обчислювали методом 2 -ΔΔCt, нормалізованим до β-актину, встановлюючи групу соєвого білка в якості контролю.