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高纖維飲食與特定腸道菌Prevotella協(xié)同作用加劇類風濕性關節(jié)炎
類風濕性關節(jié)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(huán)境因素相互作用引起。已有大量研究發(fā)現(xiàn)臨床前和確診的類風濕關節(jié)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(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院北京醫(yī)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(xié)和醫(yī)院醫(yī)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(fā)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(jié)炎治療中菌群失調(diào)和飲食之間復雜的相互作用,,為飲食干預或調(diào)節(jié)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(jié)炎(CIA)模型中的關節(jié)炎炎癥,。Prevotella 能通過水解和發(fā)酵降解利用纖維素,P. copri RA 的定植,,聯(lián)合高纖維飲食可影響腸道菌群組成,、誘發(fā)腸道炎癥,加劇關節(jié)炎,。P.copri RA 和高纖維飲食可致富馬酸,、琥珀酸的過量產(chǎn)生和短鏈脂肪酸含量變化。體外細胞實驗發(fā)現(xiàn)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(jié)炎,。該研究結果強調(diào)了在評估飲食干預和菌群失調(diào)對 RA 發(fā)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,。

腸道菌群產(chǎn)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(diào)節(jié)宿主健康,。安捷倫 GCMS 分析系統(tǒng)助力該項目的有機酸分析內(nèi)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(guī)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(zhì)譜 8890-5977B,采用內(nèi)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(yōu)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(lián)質(zhì)譜 8890-7010B 進行樣品分析,采用內(nèi)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,。

圖 2. GCMS 分析九種短鏈脂肪酸總離子流圖

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(fā)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(zhì)譜分析平臺,,不但具有非常穩(wěn)定的色譜系統(tǒng),,同時搭配 HES(超高效靈敏度)離子源的質(zhì)譜系統(tǒng),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(yī)學研究揭開更多的生物學秘密。