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安捷倫科技(中國)有限公司

高纖維飲食與特定腸道菌Prevotella協同作用加劇類風濕性關節炎

時間:2022-12-19 閱讀:1383
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類風濕性關節炎(RA)是一種常見的全身性自身免疫性疾病,該疾病是由遺傳因素和環境因素相互作用引起。已有大量研究發現臨床前和確診的類風濕關節炎(RA)患者存在腸道菌群的改變,例如在 RA 患者中 Prevotella 豐度會增加。


2022 年 11 月,由中國醫學科學院北京協和醫學院北京醫院張烜教授與清華大學劉志華教授作為共同通訊作者,北京協和醫院醫學科學研究中心江玲娟、尚萌萌作為第一作者,在 Nature 雜志子刊 Cellular & Molecular Immunology(CMI,IF=22.096)發表文章“A high-fiber diet synergizes with Prevotella copri and exacerbates rheumatoid arthritis"。該研究揭示了在類風濕關節炎治療中菌群失調和飲食之間復雜的相互作用,為飲食干預或調節菌群以改善 RA 提供了理論基礎。


該研究從 RA 患者的糞便中分離出 Prevotella 菌株 P. copri RA,并表明 P. copri RA 的定植加劇了膠原誘導的關節炎(CIA)模型中的關節炎炎癥。Prevotella 能通過水解和發酵降解利用纖維素,P. copri RA 的定植,聯合高纖維飲食可影響腸道菌群組成、誘發腸道炎癥,加劇關節炎。P.copri RA 和高纖維飲食可致富馬酸、琥珀酸的過量產生和短鏈脂肪酸含量變化。體外細胞實驗發現琥珀酸鹽可促進巨噬細胞的炎癥反應,并在 CIA 模型中補充琥珀酸鹽也可加劇關節炎。該研究結果強調了在評估飲食干預和菌群失調對 RA 發病機制的影響,并為飲食干預或微生物組修飾以改善 RA 治療提供了新的見解。


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腸道菌群產生的有機酸包括短鏈脂肪酸(SCFA)以及富馬酸、琥珀酸等有機酸,可直接調節宿主健康。安捷倫 GCMS 分析系統助力該項目的有機酸分析內容,特別是在短鏈脂肪酸和長鏈脂肪酸分析,該方案同樣適合各類長、短鏈脂肪酸相關疾病以及腸道微生物與宿主互作研究。


針對短鏈脂肪酸(SCFA),相對于市面上常規的衍生化分析方案,本方案使用了有機酸液體直接進樣方案,使用安捷倫超高效靈敏度(HES)的 GCMS 單四極桿質譜 8890-5977B,采用內標法進行定量分析,一次性對 9 種短鏈脂肪酸進行絕對定量分析,該方案優勢是可以有效地減輕因溶劑背景干擾導致的靈敏度不足的問題。針對琥珀酸和富馬酸等長鏈有機酸,本研究采用了丙酯化衍生方案,使用安捷倫超高效靈敏度(HES)的 GCMSMS 串聯質譜 8890-7010B 進行樣品分析,采用內標法進行定量分析,一次性對兩種長鏈脂肪酸進行絕對定量分析。


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圖 2. GCMS 分析九種短鏈脂肪酸總離子流圖


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圖 3. GCMSMS 分析兩種長鏈脂肪酸樣品重復性結果疊圖



小結

目前,已知有機酸在生物體的代謝與相關疾病的發生具有一定的指示性,因此在生物代謝性疾病以及與宿主互作性分析研究中,越來越多的受到研究者的重視,安捷倫的氣相色譜和質譜分析平臺,不但具有非常穩定的色譜系統,同時搭配 HES(超高效靈敏度)離子源的質譜系統,還可以為有機酸分析提供更加靈敏,更為準確的分析結果,從而為醫學研究揭開更多的生物學秘密。


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