![pageSearch](/themes/hestia/images/page-search.webp)
11 Эко
Jul 02, 20235 прибыльных PEG
Jun 07, 20236 советов для слушателей базового курса, которые хотят, чтобы их инструкторы по строевой подготовке были довольны
Aug 02, 2023Генотип АВО изменяет микробиоту кишечника, регулируя уровень GalNAc у свиней.
Oct 28, 2023Доля рынка активных фармацевтических ингредиентов/АФИ, рост, выручка и прогноз до 2023 г.
Jun 28, 2023Роль гликозилирования муцина в микробиоте кишечника
![Oct 15, 2023](/themes/hestia/images/news-details-icon1.webp)
Том 13 научных докладов, Номер статьи: 13982 (2023) Цитировать эту статью
97 доступов
11 Альтметрика
Подробности о метриках
Изменения гликозилирования муцина кишечника были связаны с повышенной проницаемостью кишечника и чувствительностью к воспалению и инфекции. Здесь мы использовали мышей, у которых отсутствуют О-гликаны, производные ядра 3 (C3GnT-/-), для исследования эффекта нарушения гликозилирования муцина в оси кишечник-мозг. У мышей C3GnT-/- наблюдались измененные микробные метаболиты в слепой кишке, связанные с функцией мозга, такие как профили диметилглицина и N-ацетил-1-тирозина, по сравнению с однопометниками C3GnT+/+. В головном мозге полисиалилированные молекулы адгезии нервных клеток (PSA-NCAM)-положительные гранулярные клетки показали аберрантный фенотип в зубчатой извилине мышей C3GnT-/-. Это сопровождалось тенденцией к снижению уровня экспрессии ПСА, а также ZO-1 и окклюдина по сравнению с C3GnT+/+. Поведенческие исследования показали снижение узнавающей памяти у мышей C3GnT-/- по сравнению с мышами C3GnT+/+. В совокупности эти результаты подтверждают роль О-гликозилирования муцина в кишечнике в потенциальном влиянии на функцию мозга, чему может способствовать прохождение микробных метаболитов через нарушенный кишечный барьер.
В желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) находится сложное микробное сообщество бактерий, архей и эукариев, известное под общим названием кишечная микробиота, которое влияет на баланс между здоровьем и возникновением кишечных и внекишечных заболеваний1. В последние годы становится все более очевидным, что микробиом кишечника участвует в передаче сигналов между кишечником и мозгом, что привело к появлению концепции оси микробиота кишечника-мозг2,3. Все больше доклинических данных позволяют предположить, что микробиота кишечника может модулировать развитие, функции и поведение мозга посредством иммунных, метаболических и нейрональных путей4. При дисбактериозе эти пути нарушаются и связаны с изменением проницаемости гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) и нейровоспалением5.
Структура и функции кишечной микробиоты различаются по всему желудочно-кишечному тракту, а также от просвета до слизистой оболочки6. В толстой кишке слизь, покрывающая эпителий, имеет решающее значение для гомеостаза кишечника, поскольку укрывает микробное сообщество на безопасном расстоянии от поверхности эпителия7. О-гликаны кишечного муцина, основные структурные компоненты слизи, обеспечивают места связывания и устойчивый источник питательных веществ для бактерий, населяющих слизистую нишу8,9,10, тем самым способствуя пространственной организации микробиоты кишечника11,12. О-гликозилирование муцина инициируется добавлением остатка N-ацетилгалактозамина (GalNAc) к гидроксильной группе серина или треонина, что приводит к образованию антигена Tn, который представляет собой субстрат для дальнейшего присоединения сахаров гликозилтрансферазами. Добавление галактозы (Gal) к антигену Tn приводит к образованию ядра 1 (Galβ1-3GalNAcα-Ser/Thr), тогда как добавление N-ацетилглюкозамина (GlcNAc) к антигену Tn приводит к образованию ядра 3 (GlcNAc-β1- Структура 3GalNAcα-Ser/Thr). Дальнейшее удлинение ядра 1 и ядра 3 остатками GlcNAc под действием β1,6 N-ацетилглюкозаминилтрансферазы приводит к образованию ядра 2 (Galβ1,3(GlcNAcβ1,6)GalNAcα1-Ser/Thr) и ядра 4 (GlcNAcβ1,6). (GlcNAcβ1,3)GalNAcαSer/Thr) соответственно13. Распределение коровых структур муцина варьируется по всему желудочно-кишечному тракту, что частично обусловлено органоспецифическими паттернами экспрессии коровых гликозилтрансфераз14. Структуры ядра 1 и 2 типичны для муцинов желудка и двенадцатиперстной кишки, тогда как ядра 3 и 4 широко распространены в муцинах толстой кишки14,15,16. В гомеостатических условиях эти основные структуры муцина дополнительно удлиняются за счет добавления моносахаридов17, а цепи гликанов муцина обычно заканчиваются остатками сульфата, сиаловой кислоты или фукозы, что приводит к весьма разнообразным олигосахаридным структурам13,18,19.
Модификация O-гликозилирования муцина вызывает нарушение взаимодействия хозяина и микроба и иммунитета слизистой оболочки, способствуя нарушению кишечного барьера и связанным с ним заболеваниям, таким как воспалительные заболевания кишечника (ВЗК)11,20,21,22. Понимание роли гликозилирования муцина в здоровье и заболеваниях является сложной задачей из-за большого разнообразия структур О-гликанов и ферментативных путей, регулирующих механизм О-гликозилирования23. Однако в последние годы мыши с нокаутом гликозилтрансферазы, демонстрирующие дефекты гликозилирования, сыграли важную роль в демонстрации причинной роли О-гликанов в нескольких физиологических процессах. Мыши, у которых отсутствуют О-гликаны, происходящие из ядра 3 (C3GnT-/-), показали повышенную восприимчивость к химически индуцированному колиту и раку толстой кишки, но в отличие от мышей, у которых отсутствуют О-гликаны, производные от ядра 1 (IEC C1galt1-/-), у них не развивается спонтанный колит20,24,25,26. Дефект гликозилирования в этих моделях мышей привел к уменьшению количества белка Muc2 и более тонкому внешнему слою слизи, что вызвало повышенную проницаемость кишечника и более высокую чувствительность к инфекциям из-за прямого контакта микробиоты кишечника со слоем эпителия24. Кроме того, хотя C1galt1 экспрессируется повсеместно, C3GnT наиболее высоко экспрессируется в проксимальном отделе толстой кишки25. Интересно, что количество бокаловидных клеток остается неизменным в этих моделях трансгенных животных, что позволяет предположить, что дефицита гликозилирования муцина достаточно, чтобы нарушить кишечный эпителиальный барьер26,27.