Катедра по метаболизъм и ендокринология, Втора болница Xiangya, Централен южен университет, Чангша, Китай

микробиом

Ключова лаборатория по имунология на диабета (Централен южен университет), Министерство на образованието, Национален център за клинични изследвания за метаболитни заболявания, Чанша, Китай

Катедра по метаболизъм и ендокринология, Втора болница Xiangya, Централен южен университет, Чангша, Китай

Ключова лаборатория по имунология на диабета (Централен южен университет), Министерство на образованието, Национален център за клинични изследвания за метаболитни заболявания, Чанша, Китай

Катедра по метаболизъм и ендокринология, Втора болница Xiangya, Централен южен университет, Чангша, Китай

Ключова лаборатория по имунология на диабета (Централен южен университет), Министерство на образованието, Национален център за клинични изследвания за метаболитни заболявания, Чанша, Китай

Кореспонденция

Zhiguang Zhou, отдел по метаболизъм и ендокринология, Втора болница Xiangya, Централен южен университет, 139 Ren Min Middle Road, Changsha, Hunan 410011, Китай.

Катедра по метаболизъм и ендокринология, Втора болница Xiangya, Централен южен университет, Чангша, Китай

Ключова лаборатория по имунология на диабета (Централен южен университет), Министерство на образованието, Национален център за клинични изследвания за метаболитни заболявания, Чанша, Китай

Катедра по метаболизъм и ендокринология, Втора болница Xiangya, Централен южен университет, Чангша, Китай

Ключова лаборатория по имунология на диабета (Централен южен университет), Министерство на образованието, Национален център за клинични изследвания за метаболитни заболявания, Чанша, Китай

Катедра по метаболизъм и ендокринология, Втора болница Xiangya, Централен южен университет, Чангша, Китай

Ключова лаборатория по имунология на диабета (Централен южен университет), Министерство на образованието, Национален център за клинични изследвания за метаболитни заболявания, Чанша, Китай

Кореспонденция

Zhiguang Zhou, отдел по метаболизъм и ендокринология, Втора болница Xiangya, Централен южен университет, 139 Ren Min Middle Road, Changsha, Hunan 410011, Китай.

Обобщение

Диабет тип 1 (T1D) е автоимунно заболяване, което се характеризира с унищожаване на островни β клетки в панкреаса, предизвикано от генетични и екологични фактори. През последните десетилетия обширни фамилни и общогеномни проучвания за асоцииране разкриха повече от 50 рискови локуса в генома. Генетичната податливост обаче не може да обясни повишената честота на T1D в световен мащаб, което е много вероятно да се дължи на нарастващото въздействие на факторите на околната среда, особено на чревния микробиом. Напоследък ролята на чревния микробиом в патогенезата на T1D е разкрита от нарастващите доказателства както от хора, така и от животински модели, което категорично показва, че чревният микробиом може да бъде основен център на T1D-задействащите фактори, особено факторите на околната среда. В този преглед обобщаваме текущите етиологични и механизми на изследване на чревния микробиом в T1D. По-доброто разбиране на ролята на чревния микробиом в T1D може да ни предостави мощни прогностични и терапевтични инструменти в близко бъдеще.

1 ВЪВЕДЕНИЕ НА ДИАБЕТ НА ТИП 1

Диабет тип 1 (T1D) е специфично за органите автоимунно заболяване, дължащо се на Т-лимфоцити и други имунни клетки, инфилтриращи и атакуващи β-клетки на панкреаса, водещи до унищожаване на β-клетките и прогресиране до дефицит на инсулин. 1 Диабетът тип 1 се състои от 2 подтипа. По-голямата част от T1D е автоимунният тип (T1A), като по-малък дял е неавтоимунният тип, известен също като идиопатичен диабет тип 1 (T1B). В клиничната практика автоантитела на островни клетки, включително анти-инсулинови автоантитела (IAA), антитяло срещу глутаминова киселина декарбоксилаза (GADA), анти-протеинов тирозин фосфатаза подобен протеин (IA-2A) и антитяло на цинков транспортер 8 (ZnT8A) се използват за диагностициране на T1A и идентифициране на високорискови субекти. 2-4 Епидемиологично, честотата на T1D нараства със скорост от 3% до 5% годишно. 5 Освен това множество фактори влияят върху чувствителността към T1D, включително генетични и екологични фактори. Въпреки че полът е много важен фактор за различни автоимунни заболявания (жените обикновено са по-податливи от мъжете), няма полова разлика в разпространението на T1D при хората. 6-8

По отношение на генетичните фактори, над 50 гена за чувствителност към T1D са разкрити чрез анализ на фамилна връзка и проучвания за асоцииране в целия геном. За отбелязване е, че не всеки ген допринася еднакво за чувствителността към T1D. По-специално, гените HLA-DR и -DQ представляват приблизително 40% до 50% от риска от заболяване. 9-11 Други гени за чувствителност, включително PTPN22, IL2Ra и CTLA4 също са взаимосвързани в тясна връзка с T1D. 12-14

2 ЧРЕВЕН МИКРОБИОМ И ТИП 1 ДИАБЕТ

2.1 Въвеждане на чревния микробиом

Чревният микробиом съдържа приблизително 500 до 1000 различни бактериални видове и 100 трилиона (10 14) бактерии, пребиваващи в стомашно-чревния тракт. Поради симбиотичната връзка между чревния микробиом и нашето тяло, чревният микробиом се нарича още коменсални бактерии. 26 Микробите в червата и червата обикновено се разделят на Грам-положителни (G +) и Грам-отрицателни популации. 27, 28 Обикновено стомашно-чревните пътища са доминирани от 4 бактериални фила на базата на 16S rRNA секвениране, включително Фиксира, Бактероиди, Протеобактерии, и Актинобактерии. 29 Firmicutes и Bacteroidetes представляват най-разпространената фила в червата и червата на възрастния, и Актинобактерии е преобладаващо в червата на кърмените бебета. 30 Bifidobacterium е най-разпространената бактерия в Актинобактерии и се считат за пробиотични микроорганизми. Тук цитираме определението за микробиота и микробиом от Саманта и Уайтсайд. 31 Микробиота се отнася до микроорганизми в определена среда и може да бъде открита чрез 16S rRNA секвениране. Микробиомът обаче се отнася до по-голям обхват, включително не само 16S рРНК региона, но и целия бактериален геном и продукти. 31

2.2 Ролята на чревния микробиом в T1D

Чревният микробиом се разглежда като друг основен модулатор на чувствителността към T1D през последните години, илюстриран от много бързо нарастващия брой съобщени изследвания. През 2008 г. Уен и колеги установиха, че специфично състояние без патоген (SPF) защитава миелоиден диференциращ първичен отговор ген88 (MyD88) - дефицитни NOD мишки от T1D. Обаче среда без микроби (GF) обърна защитата от болестта при тези мишки, което показва, че чревният микробиом може да бъде критичен фактор в патогенезата на T1D. 41 Следващите проучвания показаха това Bacillus cereus може да забави появата на T1D и да намали честотата на заболяването при GF NOD мишки и плъхове BB-DP. 42 Бактерия A. muciniphila защитени NOD мишки от T1D, особено по време на ранна детска възраст, което предполага, че ранното следродилно време е било критично време за осъществяване на микробната защитна роля. 24 Въпреки това, някои пептиди, секретирани от определени бактерии в червата, имитират автоантиген на панкреаса и активират диабетогенни CD8 Т клетки, за да ускорят инсулита при NOD мишки. 43 По същия начин, Citrobacter rodentium беше показано, че насърчава развитието на T1D. Всички тези проучвания показват, че чревният микробиом може да бъде основен модулатор в T1D патогенезата.

2.3 Таксономични промени на чревния микробиом в патогенезата на T1D