Asiidhka Propionic (PPA), oo ah wakiil antifungal ah iyo wax lagu daro cuntada caadiga ah, ayaa la muujiyay inuu keeno horumar aan caadi ahayn oo neerfaha ah oo ku dhaca jiirka oo ay weheliso cillad caloosha ah, taas oo ay sababi karto dysbiosis mindhicirka. Xiriir ka dhexeeya soo-gaadhista PPA-ga cuntada iyo dysbiosis-ka microbiota mindhicirka ayaa la soo jeediyay, laakiin si toos ah looma baarin. Halkan, waxaan baarnay isbeddellada la xiriira PPA ee ku yimaada halabuurka microbiota mindhicirka oo horseedi kara dysbiosis. Microbiomes-ka mindhicirka ee jiirka la quudiyo cunto aan la daaweyn (n=9) iyo cunto hodan ku ah PPA (n=13) ayaa la isku xigxigay iyadoo la adeegsanayo taxanaha metagenomic ee muddada dheer si loo qiimeeyo kala duwanaanshaha halabuurka microbial iyo waddooyinka dheef-shiid kiimikaadka bakteeriyada. PPA-ga cuntada waxaa lala xiriiriyay kororka tirada badan ee taxa muhiimka ah, oo ay ku jiraan dhowr nooc oo Bacteroides ah, Prevotella, iyo Ruminococcus ah, kuwaas oo xubno ka mid ah hore loogu soo sheegay wax soo saarka PPA. Microbiomes-ka jiirka la soo bandhigay ee PPA sidoo kale waxay lahaayeen waddooyin badan oo la xiriira dheef-shiid kiimikaadka lipid iyo biosynthesis hoormoonka steroid. Natiijooyinkayagu waxay muujinayaan in PPA ay bedeli karto microbiota mindhicirka iyo dariiqyada dheef-shiid kiimikaadka ee la xiriira. Isbeddelladan la arkay waxay muujinayaan in ilaaliyayaasha loo aqoonsaday inay yihiin kuwo ammaan ah oo la isticmaali karo ay saameyn ku yeelan karaan isku-dhafka microbiota-ga mindhicirka iyo, dhanka kale, caafimaadka aadanaha. Waxaa ka mid ah, P, G ama S ayaa la doortaa iyadoo ku xiran heerka kala-soocidda la falanqeynayo. Si loo yareeyo saameynta kala-soocidda beenta ah ee togan, heerka ugu yar ee qaraabonimada ee 1e-4 (1/10,000 akhrin) ayaa la qaatay. Kahor falanqaynta tirakoobka, tirada qaraabonimada ee uu soo sheegay Bracken (jajab_total_reads) waxaa loo beddelay iyadoo la adeegsanayo isbeddelka saamiga dhexe (CLR) (Aitchison, 1982). Habka CLR waxaa loo doortay isbeddelka xogta sababtoo ah waa mid aan isbeddelin oo ku filan xog ururinnada aan kala go 'lahayn (Gloor et al., 2017). Isbeddelka CLR wuxuu adeegsadaa logarithm-ka dabiiciga ah. Xogta tirinta ee uu soo sheegay Bracken waxaa lagu caadiyeeyay iyadoo la adeegsanayo muujinta log-ka qaraabo (RLE) (Anders iyo Huber, 2010). Tirooyinka waxaa la soo saaray iyadoo la isticmaalayo isku-darka matplotlib v. 3.7.1, seaborn v. 3.7.2 iyo logarithms-ka isku xiga (Gloor et al., 2017). 0.12.2 iyo stantanotations v. 0.5.0 (Hunter, 2007; Waskom, 2021; Charlier et al., 2022). Saamiga Bacillus/Bacteoroidetes waxaa lagu xisaabiyay muunad kasta iyadoo la isticmaalayo tirinta bakteeriyada caadiga ah. Qiimaha lagu soo sheegay jadwalka waxaa loo soo koobay 4 meelood oo jajab tobanle ah. Tusmada kala duwanaanshaha Simpson waxaa lagu xisaabiyay iyadoo la adeegsanayo qoraalka alpha_diversity.py ee lagu bixiyay xirmada KrakenTools v. 1.2 (Lu et al., 2022). Warbixinta Bracken waxaa lagu bixiyay qoraalka tusmada Simpson "Si" waxaa loo bixiyay halbeegga -an. Kala duwanaansho muhiim ah oo ku saabsan tirada waxaa lagu qeexay kala duwanaanshaha CLR celcelis ahaan ≥ 1 ama ≤ -1. Farqiga celceliska CLR ee ±1 wuxuu muujinayaa koror 2.7-laab ah oo ku yimid tirada nooca muunadda. Calaamadda (+/-) waxay tilmaamaysaa in taxon-ku uu aad ugu badan yahay muunadda PPA iyo muunadda xakamaynta, siday u kala horreeyaan. Muhiimadda waxaa lagu go'aamiyay iyadoo la adeegsanayo imtixaanka Mann-Whitney U (Virtanen et al., 2020). Statsmodels v. 0.14 (Benjamini iyo Hochberg, 1995; Seabold iyo Perktold, 2010) ayaa la isticmaalay, habka Benjamini-Hochberg-na waxaa loo adeegsaday si loo saxo tijaabooyin badan. Qiimaha p ee la hagaajiyay ≤ 0.05 ayaa loo isticmaalay heerka lagu go'aaminayo muhiimadda tirakoobka.
Microbiome-ka aadanaha waxaa badanaa loogu yeeraa "xubinta ugu dambeysa ee jirka" wuxuuna door muhiim ah ka ciyaaraa caafimaadka aadanaha (Baquero iyo Nombela, 2012). Gaar ahaan, microbiome-ka mindhicirka waxaa loo aqoonsan yahay saameynta nidaamka oo dhan iyo doorka ay ku leedahay hawlo badan oo muhiim ah. Bakteeriyada guud waxay ku badan tahay mindhicirka, iyagoo haysta meelo badan oo deegaanka ah, isticmaalaya nafaqooyinka, waxayna la tartamaan cudurro suurtagal ah (Jandhyala et al., 2015). Qaybaha bakteeriyada kala duwan ee microbiome-ka mindhicirka ayaa awood u leh inay soo saaraan nafaqooyinka lagama maarmaanka ah sida fiitamiinnada iyo kor u qaadista dheefshiidka (Rowland et al., 2018). Dheef-shiid kiimikaadka bakteeriyada ayaa sidoo kale la muujiyay inay saameyn ku yeeshaan horumarka unugyada oo ay xoojiyaan hababka dheef-shiid kiimikaadka iyo difaaca jirka (Heijtz et al., 2011; Yu et al., 2022). Halabuurka microbiome-ka mindhicirka aadanaha aad ayuu u kala duwan yahay wuxuuna ku xiran yahay arrimaha hidde-sideyaasha iyo deegaanka sida cuntada, jinsiga, daawooyinka, iyo xaaladda caafimaadka (Kumbhare et al., 2019).
Cuntada hooyadu waa qayb muhiim ah oo ka mid ah horumarka uurjiifka iyo dhallaanka iyo ilo isku-dhafan oo laga yaabo inay saameeyaan horumarka (Bazer et al., 2004; Innis, 2014). Mid ka mid ah isku-dhafka xiisaha leh waa propionic acid (PPA), oo ah wax soo saar dufan ah oo silsilad gaaban ah oo laga helo halsano bakteeriyada iyo wax lagu daro cuntada (den Besten et al., 2013). PPA waxay leedahay sifooyin bakteeriyada dila iyo fungal ah sidaas darteedna waxaa loo isticmaalaa sidii ilaaliye cunto iyo codsiyada warshadaha si loo joojiyo caaryada iyo koritaanka bakteeriyada (Wemmenhove et al., 2016). PPA waxay leedahay saameyn kala duwan oo ku saabsan unugyada kala duwan. Beerka, PPA waxay leedahay saameyn ka hortag ah bararka iyadoo saameynaysa muujinta cytokine ee macrophages (Kawasoe et al., 2022). Saamayntan sharciyeynta ah ayaa sidoo kale lagu arkay unugyada kale ee difaaca jirka, taasoo horseedaysa hoos u dhac ku yimaada bararka (Haase et al., 2021). Si kastaba ha ahaatee, saameynta lidka ku ah ayaa lagu arkay maskaxda. Daraasado hore ayaa muujiyay in soo-gaadhista PPA ay kiciso dhaqanka autism-ka ee jiirka (El-Ansary et al., 2012). Daraasado kale ayaa muujiyay in PPA ay kicin karto gliosis oo ay kicin karto marinnada bararka ee maskaxda (Abdelli et al., 2019). Maadaama PPA ay tahay aashito daciif ah, waxay ku faafi kartaa epithelium-ka mindhicirka una gudbi kartaa dhiigga sidaas darteedna waxay ka gudbi kartaa caqabado xaddidan oo ay ku jiraan caqabadda dhiigga-maskaxda iyo sidoo kale mandheerta (Stinson et al., 2019), iyadoo iftiiminaysa muhiimadda PPA oo ah dheef-shiid kiimikaad sharciyeysan oo ay soo saarto bakteeriyada. In kasta oo doorka suurtagalka ah ee PPA oo ah arrin khatar ku ah autism-ka hadda la baarayo, haddana saameynteeda shakhsiyaadka qaba autism-ka waxay ka sii gudbi kartaa kicinta kala duwanaanshaha neerfaha.
Calaamadaha caloosha iyo mindhicirka sida shubanka iyo calool istaagga ayaa ku badan bukaanada qaba xanuunada neerfaha (Cao et al., 2021). Daraasado hore ayaa muujiyay in microbiome-ka bukaanada qaba xanuunka autism spectrum disorders (ASD) uu ka duwan yahay kan shakhsiyaadka caafimaadka qaba, taasoo soo jeedinaysa jiritaanka dysbiosis-ka microbiota ee mindhicirka (Finegold et al., 2010). Sidoo kale, astaamaha microbiome-ka ee bukaanada qaba cudurada mindhicirka ee bararka, cayilka, cudurka Alzheimer, iwm. sidoo kale way ka duwan yihiin kuwa shakhsiyaadka caafimaadka qaba (Turnbaugh et al., 2009; Vogt et al., 2017; Henke et al., 2019). Si kastaba ha ahaatee, ilaa maanta, ma jiro xiriir sabab ah oo u dhexeeya microbiome-ka mindhicirka iyo cudurada neerfaha ama calaamadaha (Yap et al., 2021), inkastoo dhowr nooc oo bakteeriya ah loo maleynayo inay door ka ciyaaraan qaar ka mid ah xaaladahan cudurka. Tusaale ahaan, Akkermansia, Bacteroides, Clostridium, Lactobacillus, Desulfovibrio iyo noocyo kale ayaa aad ugu badan microbiota-da bukaanada qaba autism-ka (Tomova et al., 2015; Golubeva et al., 2017; Cristiano et al., 2018; Zurita et al., 2020). Waxaa xusid mudan, noocyada xubnaha ka ah qaar ka mid ah noocyadan waxaa la ogyahay inay leeyihiin hiddo-sideyaal la xiriira soo saarista PPA (Reichardt et al., 2014; Yun iyo Lee, 2016; Zhang et al., 2019; Baur iyo Dürre, 2023). Marka la eego sifooyinka antimicrobial-ka ee PPA, kordhinta tiro badankeeda waxay faa'iido u yeelan kartaa koritaanka bakteeriyada soo saarta PPA (Jacobson et al., 2018). Sidaa darteed, deegaan hodan ku ah PFA wuxuu horseedi karaa isbeddello ku yimaada microbiota mindhicirka, oo ay ku jiraan cudurada caloosha iyo mindhicirka, kuwaas oo noqon kara arrimo keeni kara calaamadaha caloosha iyo mindhicirka.
Su'aal muhiim ah oo ku saabsan cilmi-baarista microbiome-ka ayaa ah in kala duwanaanshaha qaab-dhismeedka microbiome-ku uu yahay sabab ama calaamad muujinaysa cudurrada hoose. Tallaabada ugu horreysa ee lagu ogaanayo xiriirka adag ee u dhexeeya cuntada, microbiome-ka mindhicirka, iyo cudurrada neerfaha ayaa ah in la qiimeeyo saameynta cuntadu ku leedahay qaab-dhismeedka microbiome-ka. Si taas loo gaaro, waxaan isticmaalnay taxanaha metagenomic ee muddada dheer la akhriyay si aan u barbar dhigno microbiome-ka mindhicirka ee farcanka jiirarka la quudiyo cunto hodan ku ah PPA ama PPA-ka oo dhammaatay. Carruurtu waxay la quudin jireen cunto la mid ah hooyooyinkood. Waxaan qiyaasnay in cunto hodan ku ah PPA ay keeni doonto isbeddello ku yimaada halabuurka microbiome-ka mindhicirka iyo waddooyinka shaqada microbiome-ka, gaar ahaan kuwa la xiriira dheef-shiid kiimikaadka PPA iyo/ama wax soo saarka PPA.
Daraasaddani waxay isticmaashay jiirarka FVB/N-Tg(GFAP-GFP)14Mes/J ee transgenic-ga ah (Jackson Laboratories) kuwaas oo si xad dhaaf ah u muujiya borotiinka cagaaran ee fluorescent-ka ah (GFP) iyadoo la raacayo tilmaamaha Guddiga Daryeelka iyo Isticmaalka Xayawaanka ee Jaamacadda Bartamaha Florida (UCF-IACUC) (Lambarka Ogolaanshaha Isticmaalka Xayawaanka: PROTO202000002). Ka dib naas nuujinta, jiirarka waxaa si gaar ah loogu habeeyay qafisyo ay ku jiraan 1-5 jiir oo jinsi kasta ah qafis kasta. Jiirarka waxaa lagu quudiyay ad libitum iyadoo la siinayo cunto xakameyn ah oo la nadiifiyay (cunto caadi ah oo calaamad furan oo wax laga beddelay, 16 kcal% dufan) ama cunto lagu daray sodium propionate (cunto caadi ah oo calaamad furan oo wax laga beddelay, 16 kcal% dufan, oo ka kooban 5,000 ppm sodium propionate). Qadarka sodium propionate ee la isticmaalay wuxuu u dhigmaa 5,000 mg PFA/kg miisaanka cuntada guud. Kani waa xaddiga ugu sarreeya ee PPA ee loo oggolaaday in loo isticmaalo sidii ilaaliye cunto. Si loogu diyaar garoobo daraasaddan, jiirarka waalidka ah waxaa la siiyay labada cunto muddo 4 toddobaad ah ka hor inta aysan is guursanin waxayna sii wadeen inta ay uurka ku jireen. Jiirarka farcanka ah [22 jiir, 9 kontarool (6 lab, 3 dheddig) iyo 13 PPA (4 lab, 9 dheddig)] ayaa laga naas nuujiyay ka dibna waxaa la sii waday cunto la mid ah tii ay cunayeen biyo-xireennada muddo 5 bilood ah. Jiirarka farcanka ah waxaa la qalay markay jiraan 5 bilood waxaana la soo ururiyay waxa ku jira saxarada xiidmaha waxaana markii hore lagu kaydiyay tuubooyin microcentrifuge ah oo 1.5 ml ah oo ah -20°C ka dibna waxaa loo wareejiyay qaboojiyaha -80°C ilaa DNA-da martida loo yahay la dhimo oo asiidhyada nucleic-ga microbial-ka laga soo saaro.
DNA-da martida loo yahay ayaa laga saaray iyadoo la raacayo hab-maamuuska wax laga beddelay (Charalampous et al., 2019). Si kooban, waxa ku jira saxarada waxaa loo wareejiyay 500 µl InhibitEX (Qiagen, Cat#/ID: 19593) waxaana la qaboojiyey. Ugu badnaan 1-2 xabbo oo xaar ah ayaa la farsameeyay halkii laga soo saaray. Waxa ku jira saxarada ayaa markaa si farsamo ahaan loo sameeyay iyadoo la isticmaalayo balaastig balaastig ah oo ku jira tuubada si loo sameeyo xabbo. Ku rid shaybaarada 10,000 RCF muddo 5 daqiiqo ah ama ilaa ay shaybaaradu ka soo baxaan xabbo, ka dibna ku nuug biyaha ka soo baxa oo dib ugu celi xabbo 250 µl 1× PBS. Ku dar 250 µl 4.4% xal saponin ah (TCI, lambarka badeecada S0019) muunadda si aad u dabciso xuubka unugyada eukaryotic. Muunadaha si tartiib ah ayaa loogu qasay ilaa ay siman yihiin oo heerkulka qolka lagu kululeeyo muddo 10 daqiiqo ah. Marka xigta, si loo carqaladeeyo unugyada eukaryotic-ga, 350 μl biyo aan lahayn nukliyeer ayaa lagu daray muunadda, waxaana la geliyay muddo 30 ilbiriqsi ah, ka dibna waxaa lagu daray 12 μl 5 M NaCl. Shaybaarrada waxaa lagu centrifuged 6000 RCF muddo 5 daqiiqo ah. Ku nuug dusha sare oo dib ugu celi pellet-ka 100 μl 1X PBS. Si aad uga saarto DNA-da martida loo yahay, ku dar 100 μl HL-SAN buffer (12.8568 g NaCl, 4 ml 1M MgCl2, 36 ml biyo aan lahayn nukliyeer) iyo 10 μl HL-SAN ensaym (ArticZymes P/N 70910-202). Shaybaarrada waxaa si fiican loogu qasay tuubooyin waxaana lagu kululeeyay heerkul ah 37 °C muddo 30 daqiiqo ah 800 rpm iyadoo lagu rakibayo Eppendorf™ ThermoMixer C. Ka dib marka la kululeeyo, waxaa lagu kululeeyay 6000 RCF muddo 3 daqiiqo ah ka dibna laba jeer ayaa lagu dhaqay 800 µl iyo 1000 µl 1X PBS. Ugu dambeyntii, dib ugu celi pellet-ka 100 µl 1X PBS.
DNA-da bakteeriyada guud ayaa la go'doomiyay iyadoo la adeegsanayo Qalabka Nadiifinta DNA-da ee New England Biolabs Monarch Genomic (New England Biolabs, Ipswich, MA, Cat# T3010L). Habka hawlgalka caadiga ah ee la siiyay qalabka ayaa wax yar laga beddelay. Ku buufi oo ilaali biyo aan lahayn nuclease heerkul ah 60°C ka hor inta aan la shaqayn si loo helo nadiifinta ugu dambeysa. Ku dar 10 µl Proteinase K iyo 3 µl RNase A muunad kasta. Kadib ku dar 100 µl Cell Lysis Buffer oo si tartiib ah isku qas. Muunadaha waxaa markaa lagu kululeeyay Eppendorf™ ThermoMixer C heerkul ah 56°C iyo 1400 rpm ugu yaraan 1 saac iyo ilaa 3 saacadood. Muunadaha la kululeeyay waxaa lagu kululeeyay 12,000 RCF muddo 3 daqiiqo ah, dheecaanka ka soo baxa muunad kastana waxaa loo wareejiyay tuubo microcentrifuge ah oo 1.5 mL ah oo ka kooban 400 µL oo xal isku xidha. Tuubooyinka ayaa markaa garaaca wadnaha lagu garaacay 5-10 ilbiriqsi 1 ilbiriqsi gudahood. Ku wareeji dareeraha oo dhan ee muunad kasta (qiyaastii 600-700 µL) kartoon shaandhayn ah oo lagu riday tuubo ururin oo socota. Tuubooyinka waxaa lagu centrifuge gareeyay 1,000 RCF muddo 3 daqiiqo ah si loogu oggolaado DNA-da inay isku xidhnaato ka dibna lagu centrifuge gareeyay 12,000 RCF muddo 1 daqiiqo ah si looga saaro dareeraha haray. Tiirka muunadda waxaa loo wareejiyay tuubo ururin cusub ka dibna laba jeer ayaa la dhaqay. Dhaqidda ugu horreysa, ku dar 500 µL oo kayd dhaqid ah tuubo kasta. U rog tuubada 3-5 jeer ka dibna centrifuge gareeyay 12,000 RCF muddo 1 daqiiqo ah. Ka tuur dareeraha tuubada ururinta oo dib ugu celi kartoonka shaandhada isla tuubada ururinta. Dhaqidda labaad, ku dar 500 µL oo kayd dhaqid ah shaandhada iyada oo aan la rogin. Muunadaha waxaa lagu centrifuge gareeyay 12,000 RCF muddo 1 daqiiqo ah. Shaandhada ku wareeji tuubo LoBind® ah oo 1.5 mL ah oo ku dar 100 µL oo biyo aan lahayn nukliyeeska oo hore loo diiriyay. Shaandhada waxaa lagu kululeeyay heerkulka qolka 1 daqiiqo ka dibna waxaa lagu kululeeyay 12,000 RCF muddo 1 daqiiqo ah. DNA-da la qalajiyey waxaa lagu keydiyay -80°C.
Fiirsashada DNA-da waxaa lagu cabiray iyadoo la isticmaalayo Qubit™ 4.0 Fluorometer. DNA-da waxaa lagu diyaariyey iyadoo la adeegsanayo Qalabka Dareenka Sare ee Qubit™ 1X dsDNA (Cat. No. Q33231) sida ku cad tilmaamaha soo saaraha. Qaybinta dhererka jajabka DNA-da waxaa lagu cabiray iyadoo la isticmaalayo Aglient™ 4150 ama 4200 TapeStation. DNA-da waxaa lagu diyaariyey iyadoo la adeegsanayo Agilent™ Genomic DNA Reagents (Cat. No. 5067-5366) iyo Genomic DNA ScreenTape (Cat. No. 5067-5365). Diyaarinta maktabadda waxaa lagu sameeyay iyadoo la adeegsanayo Qalabka Barcoding-ka ee Rapid PCR ee Oxford Nanopore Technologies™ (ONT) (SQK-RPB004) sida ku cad tilmaamaha soo saaraha. DNA-da waxaa lagu sameeyay iyadoo la adeegsanayo taxanaha ONT GriDION™ Mk1 oo leh unug socodka Min106D (R 9.4.1). Dejinta taxanaha waxay ahaayeen: wicitaanka saldhigga saxnaanta sare, qiimaha ugu yar ee q ee 9, dejinta barcode, iyo jarista barcode. Shaybaarada ayaa la isku xigxigay muddo 72 saacadood ah, ka dibna xogta wicitaanka aasaasiga ah ayaa la soo gudbiyay si loo sii farsameeyo loona falanqeeyo.
Habaynta Bioinformatics waxaa lagu sameeyay iyadoo la adeegsanayo habab hore loo sharraxay (Greenman et al., 2024). Faylasha FASTQ ee laga helay taxanaha waxaa loo qaybiyay hageyaal muunad kasta. Kahor falanqaynta bioinformatics, xogta waxaa lagu farsameeyay iyadoo la adeegsanayo dhuumaha soo socda: marka hore, faylasha FASTQ ee muunadaha waxaa lagu daray hal fayl FASTQ ah. Kadib, akhrinta ka gaaban 1000 bp waxaa lagu sifeeyay iyadoo la isticmaalayo Filtlong v. 0.2.1, iyadoo halbeegga kaliya ee la beddelay uu yahay –min_length 1000 (Wick, 2024). Kahor shaandhaynta dheeraadka ah, tayada akhriska waxaa lagu xakameeyay iyadoo la isticmaalayo NanoPlot v. 1.41.3 oo leh xuduudaha soo socda: –fastq –plots dot –N50 -o
Kala soocidda taxonomic-ga, akhrinta iyo isku-darka waxaa lagu kala saaray iyadoo la adeegsanayo Kraken2 v. 2.1.2 (Wood et al., 2019). Soo saar warbixinno iyo faylasha soo saarista ee akhrinta iyo isku-dubaridka, siday u kala horreeyaan. Isticmaal ikhtiyaarka magacyada -use-names si aad u falanqeyso akhrinta iyo isku-dubaridka. Xulashooyinka -gzip-compressed iyo -paired waxaa lagu qeexay qaybaha akhriska. Tirada qaraabada ah ee taxa ee metagenomes waxaa lagu qiyaasay iyadoo la adeegsanayo Bracken v. 2.8 (Lu et al., 2017). Marka hore waxaan abuurnay xog kayd kmer ah oo ka kooban 1000 saldhig iyadoo la adeegsanayo bracken-build oo leh xuduudaha soo socda: -d
Sharaxaadda hidda-wadaha iyo qiyaasta tirada qaraabada ah waxaa lagu sameeyay iyadoo la adeegsanayo nooc wax laga beddelay oo hab-maamuuska ah oo ay sharraxeen Maranga et al. (Maranga et al., 2023). Marka hore, qaybaha ka gaaban 500 bp ayaa laga saaray dhammaan isku-xidhka iyadoo la adeegsanayo SeqKit v. 2.5.1 (Shen et al., 2016). Isku-xidhka la xushay ayaa markaa lagu daray pan-metagenome. Qaababka akhriska furan (ORFs) waxaa lagu aqoonsaday iyadoo la isticmaalayo Prodigal v. 1.0.1 (nooc barbar socda oo ah Prodigal v. 2.6.3) oo leh xuduudaha soo socda: -d
Hidde-sidayaasha waxaa markii ugu horreysay loo kala saaray sida ku cad Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) ortholog (KO) oo ay qoondeysay ukuntaNOG si loo barbar dhigo tirada badan ee marinnada hidda-wadaha. Hidde-sidayaasha aan lahayn garaacis ama hiddo-sidayaal leh garaacisyo badan ayaa laga saaray ka hor falanqaynta. Celceliska tirada KO kasta muunad kasta ayaa markaa la xisaabiyay oo falanqaynta tirakoobka ayaa la sameeyay. Hidde-sidayaasha dheef-shiid kiimikaadka PPA waxaa lagu qeexay hiddo-sidayaal kasta oo loo qoondeeyay saf ko00640 ah tiirka KEGG_Pathway, taasoo muujinaysa door ku leh dheef-shiid kiimikaadka propionate sida ku xusan KEGG. Hidde-sidayaasha loo aqoonsaday inay la xiriiraan wax soo saarka PPA waxaa lagu taxay Jadwalka Dheeraadka ah 1 (Reichardt et al., 2014; Yang et al., 2017). Tijaabooyinka wareegga ayaa la sameeyay si loo aqoonsado dheef-shiid kiimikaadka PPA iyo hiddo-sidayaasha wax soo saarka kuwaas oo si weyn uga badan nooc kasta oo muunad ah. Kun wareeg ayaa la sameeyay hiddo-sidayaal kasta oo la falanqeeyay. Qiimaha p ee 0.05 ayaa loo isticmaalay goyn ahaan si loo go'aamiyo muhiimadda tirakoobka. Qoraallada shaqada waxaa loo qoondeeyay hiddo-sidayaasha shaqsiga ah ee ku jira koox iyadoo lagu saleynayo sharraxaadda hiddo-sidayaasha matalaya ee ku jira kooxda. Casha la xiriirta dheef-shiid kiimikaadka PPA iyo/ama wax soo saarka PPA waxaa lagu aqoonsan karaa iyadoo la isku waafajinayo aqoonsiyada contig ee faylasha wax soo saarka Kraken2 oo leh isla aqoonsiyada contig ee la hayey inta lagu jiro sharraxaadda shaqada iyadoo la adeegsanayo ukuntaNOG. Tijaabada Muhiimadda waxaa lagu sameeyay iyadoo la adeegsanayo tijaabada Mann-Whitney U ee hore loo sharraxay. Saxitaanka tijaabooyinka badan waxaa lagu sameeyay iyadoo la adeegsanayo habka Benjamini-Hochberg. Qiimaha p ee ≤ 0.05 ayaa loo isticmaalay goyn ahaan si loo go'aamiyo muhiimadda tirakoobka.
Kala duwanaanshaha microbiome-ka mindhicirka ee jiirka ayaa lagu qiimeeyay iyadoo la adeegsanayo tusmada kala duwanaanshaha Simpson. Ma jirin wax farqi ah oo u dhexeeya muunadaha xakamaynta iyo PPA marka la eego kala duwanaanshaha hiddaha iyo noocyada (qiimaha p ee hiddaha: 0.18, qiimaha p ee noocyada: 0.16) (Jaantuska 1). Halabuurka microbial-ka ayaa markaa la barbar dhigay iyadoo la adeegsanayo falanqaynta qaybaha ugu muhiimsan (PCA). Jaantuska 2 wuxuu muujinayaa isku-dhafka muunadaha iyadoo loo eegayo phyla-gooda, taasoo muujinaysa in ay jireen kala duwanaansho ku saabsan halabuurka noocyada microbiomes-ka ee u dhexeeya PPA iyo muunadaha xakamaynta. Kala-soociddan ayaa si yar looga dhawaaqay heerka hiddaha, taasoo soo jeedinaysa in PPA ay saameyso bakteeriyada qaarkood (Jaantuska Dheeraadka ah 1).
Jaantuska 1. Kala duwanaanshaha Alfa ee hidde-sideyaasha iyo halabuurka noocyada ee microbiome-ka mindhicirka jiirka. Saxannada sanduuqyada oo muujinaya tusmooyinka kala duwanaanshaha Simpson ee hidde-sideyaasha (A) iyo noocyada (B) ee PPA iyo muunadaha xakamaynta. Muhiimadda waxaa lagu go'aamiyay iyadoo la adeegsanayo tijaabada Mann-Whitney U, sixitaanno badanna waxaa lagu sameeyay iyadoo la adeegsanayo habka Benjamini-Hochberg. ns, qiimaha p ma ahayn mid muhiim ah (p>0.05).
Jaantuska 2. Natiijooyinka falanqaynta qaybaha ugu muhiimsan ee halabuurka microbiome-ka mindhicirka jiirka ee heerka noocyada. Jaantuska falanqaynta qaybaha ugu muhiimsan wuxuu muujinayaa qaybinta muunadaha labada qaybood ee ugu horreeya ee ugu muhiimsan. Midabadu waxay muujinayaan nooca muunadda: Jiirarka PPA-da ee soo ifbaxay waa guduudan jiirarka xakamaynta ahna waa jaalle. Qaybaha ugu muhiimsan 1 iyo 2 waxaa lagu sawiray dhidibka x iyo dhidibka y, siday u kala horreeyaan, waxaana loo muujiyaa sida saamiga kala duwanaanshaha la sharraxay.
Iyada oo la adeegsanayo xogta tirinta ee RLE ee la beddelay, hoos u dhac weyn ayaa ku yimid saamiga Bacteroidetes/Bacilli ee dhexdhexaadka ah ayaa lagu arkay jiirka xakamaynta iyo PPA (xakamaynta: 9.66, PPA: 3.02; qiimaha p = 0.0011). Farqigani wuxuu sabab u ahaa tiro badan oo Bacteroidetes ah oo ku jira jiirka PPA marka la barbar dhigo kantaroolada, inkastoo faraqa uusan ahayn mid muhiim ah (celceliska xakamaynta CLR: 5.51, celceliska PPA CLR: 6.62; qiimaha p = 0.054), halka tirada Bacteroidetes ay isku mid ahayd (celceliska xakamaynta CLR: 7.76, celceliska PPA CLR: 7.60; qiimaha p = 0.18).
Falanqaynta tirada badan ee xubnaha taxonomic ee microbiome-ka mindhicirka ayaa muujisay in 1 phylum iyo 77 nooc ay si weyn ugu kala duwan yihiin PPA iyo muunadaha xakamaynta (Jadwalka Dheeraadka ah 2). Tirada 59 nooc ee muunadaha PPA ayaa si weyn uga sarreysay tan muunadaha xakamaynta, halka tirada 16 nooc oo keliya ee muunadaha xakamaynta ay ka sarreysay tan muunadaha PPA (Jaantuska 3).
Jaantuska 3. Kala duwanaanshaha tirada taxa ee ku jirta microbiome-ka mindhicirka ee PPA iyo jiirka xakamaynta. Saxannada foolkaanadu waxay muujinayaan kala duwanaansho tirada hidde-sideyaasha (A) ama noocyada (B) ee u dhexeeya PPA iyo muunadaha xakamaynta. Dhibcaha cawlan ma muujinayaan farqi weyn oo ku jira tirada taxa. Dhibcaha midabka leh waxay muujinayaan kala duwanaansho muhiim ah oo ku saabsan tirada (qiimaha p ≤ 0.05). 20ka taxa ee ugu sarreeya oo leh farqiga ugu weyn ee tirada u dhexeeya noocyada muunadaha waxaa lagu muujiyay buluug casaan iyo khafiif ah (muunadaha xakamaynta iyo PPA), siday u kala horreeyaan. Dhibcaha jaallaha ah iyo guduudka ah waxay ugu yaraan 2.7 jeer ka badan yihiin muunadaha xakamaynta ama PPA marka loo eego kontaroolada. Dhibcaha madow waxay matalaan taxa oo leh tiro aad u kala duwan, iyadoo celceliska farqiga CLR ee u dhexeeya -1 iyo 1. Qiimaha P waxaa lagu xisaabiyay iyadoo la adeegsanayo imtixaanka Mann-Whitney U waxaana lagu saxay baaritaanno badan iyadoo la adeegsanayo habka Benjamini-Hochberg. Kala duwanaanshaha celceliska CLR ee geesinimada leh waxay muujinayaan kala duwanaansho muhiim ah oo ku saabsan tirada.
Ka dib markii aan falanqeynay halabuurka microbial-ka mindhicirka, waxaan sameynay sharraxaad shaqeyneysa oo ku saabsan microbiome-ka. Ka dib markii aan shaandheynay hiddo-sideyaal tayo hooseeya, wadarta 378,355 hiddo-sideyaal gaar ah ayaa lagu aqoonsaday dhammaan muunadaha. Tirada badan ee hidde-sideyaashan ayaa loo isticmaalay falanqaynta qaybaha ugu muhiimsan (PCA), natiijooyinkuna waxay muujiyeen heer sare oo isku-ururin ah oo noocyada muunadaha ah iyadoo lagu saleynayo astaamohooda shaqo (Jaantuska 4).
Jaantuska 4. Natiijooyinka PCA waxay isticmaalayaan astaamaha shaqada ee microbiome-ka mindhicirka jiirka. Shaxda PCA waxay muujinaysaa qaybinta muunadaha labada qaybood ee ugu horreeya ee ugu muhiimsan. Midabadu waxay muujinayaan nooca muunadda: Jiirarka PPA-da ee soo ifbaxay waa guduudan jiirarka xakamaynta lehna waa jaalle. Qaybaha ugu muhiimsan 1 iyo 2 waxaa lagu sawiray dhidibka x iyo dhidibka y, siday u kala horreeyaan, waxaana loo muujiyaa saamiga kala duwanaanshaha la sharraxay.
Kadib waxaan baarnay tirada badan ee garaaca KEGG ee noocyada kala duwan ee muunadaha. Wadarta guud ee garaaca gaarka ah ayaa la aqoonsaday, kuwaas oo 196 ka mid ah ay aad uga badan yihiin muunadaha xakamaynta iyo 106 ay aad uga badan yihiin muunadaha PPA (Jaantuska 5). Wadarta guud ee 145 hiddo-side ayaa laga helay muunadaha xakamaynta iyo 61 hiddo-side ee muunadaha PPA, iyadoo tiro badan oo aad u kala duwan ay jiraan. Waddooyinka la xiriira dheef-shiid kiimikaadka dufanka iyo aminosonkorta ayaa si weyn loogu hodansanaa muunadaha PPA (Jadwalka Dheeraadka ah 3). Waddooyinka la xiriira dheef-shiid kiimikaadka nitrogen iyo nidaamyada gudbinta sulfur ayaa si weyn loogu hodansanaa muunadaha xakamaynta (Jadwalka Dheeraadka ah 3). Tirada badan ee hiddo-sideyaasha la xiriira dheef-shiid kiimikaadka aminosonkorta/nucleotide (ko:K21279) iyo dheef-shiid kiimikaadka fosfate-ka inositol (ko:K07291) ayaa si weyn uga sarreeyay muunadaha PPA (Jaantuska 5). Muunadaha xakamaynta waxay lahaayeen hiddo-sideyaal aad u badan oo la xiriira dheef-shiid kiimikaadka benzoate (ko:K22270), dheef-shiid kiimikaadka nitrogen (ko:K00368), iyo glycolysis/gluconeogenesis (ko:K00131) (Jaantuska 5).
Jaantuska 5. Kala duwanaanshaha KOs ee ku jira microbiome-ka mindhicirka ee PPA iyo jiirka xakamaynta. Muuqaalka foolkaanada wuxuu muujinayaa kala duwanaanshaha tirada kooxaha shaqeynaya (KOs). Dhibcaha cawlan waxay tilmaamayaan KOs oo tiro ahaan aan si weyn uga duwanayn noocyada muunadaha (qiimaha p > 0.05). Dhibcaha midabka leh waxay muujinayaan kala duwanaansho muhiim ah oo ku saabsan tirada (qiimaha p ≤ 0.05). 20 KOs oo leh farqiga ugu weyn ee tirada badan ee u dhexeeya noocyada muunadaha waxaa lagu muujiyay buluug casaan iyo buluug khafiif ah, oo u dhigma muunadaha xakamaynta iyo PPA, siday u kala horreeyaan. Dhibcaha jaallaha ah iyo guduudka ah waxay muujinayaan KOs oo ugu yaraan 2.7-laab ka badan muunadaha xakamaynta iyo PPA, siday u kala horreeyaan. Dhibcaha madow waxay muujinayaan KOs oo leh tiro aad u kala duwan, iyadoo celceliska farqiga CLR ee u dhexeeya -1 iyo 1. Qiimaha P waxaa lagu xisaabiyay iyadoo la adeegsanayo imtixaanka Mann-Whitney U waxaana loo habeeyay isbarbardhigyo badan iyadoo la adeegsanayo habka Benjamini-Hochberg. NaN waxay tilmaamaysaa in KO uusan ka tirsanayn waddo ku jirta KEGG. Qiimaha farqiga CLR ee geesinimada leh wuxuu muujinayaa kala duwanaansho muhiim ah oo ku saabsan tirada. Wixii macluumaad faahfaahsan oo ku saabsan waddooyinka ay KO-yada liis gareysan ka tirsan yihiin, fiiri Jadwalka Dheeraadka ah 3.
Hidde-sidayaasha la sharraxay, 1601 hiddo-sidayaal ayaa si weyn u kala duwanaa noocyada muunadaha (p ≤ 0.05), iyadoo hiddo-sidayaal kastaa ay ugu yaraan 2.7-laab ka badan yihiin. Hidde-sidayaashan, 4 hiddo-sidayaal ayaa aad ugu badan muunadaha xakamaynta iyo 1597 hiddo-sidayaal ayaa aad ugu badan muunadaha PPA. Maadaama PPA ay leedahay sifooyin liddi ku ah jeermiska, waxaan baarnay tirada badan ee dheef-shiid kiimikaadka PPA iyo hiddo-sidayaasha wax-soo-saarka ee u dhexeeya noocyada muunadaha. Hidde-sidayaasha la xiriira dheef-shiid kiimikaadka PPA ee 1332, 27 hiddo-sidayaal ayaa si weyn uga badan muunadaha xakamaynta iyo 12 hiddo-sidayaal ayaa aad ugu badan muunadaha PPA. 223 hiddo-sidayaasha la xiriira wax-soo-saarka PPA, 1 hiddo-sidayaal ayaa si weyn uga badan muunadaha PPA. Jaantuska 6A wuxuu si dheeraad ah u muujinayaa tirada badan ee hiddo-sidayaasha ku lug leh dheef-shiid kiimikaadka PPA, iyadoo tiro aad u badan ay ku badan yihiin muunadaha xakamaynta iyo cabbirrada saamaynta weyn, halka Jaantuska 6B uu iftiiminayo hiddo-sidayaasha shaqsiga ah oo leh tiro aad u badan oo lagu arkay muunadaha PPA.
Jaantuska 6. Kala duwanaanshaha hiddo-sidayaasha la xiriira PPA ee ku jira microbiome-ka mindhicirka jiirka. Saadaasha foolkaanada waxay muujinayaan kala duwanaanshaha hiddo-sidayaasha badan ee la xiriira dheef-shiid kiimikaadka PPA (A) iyo wax-soo-saarka PPA (B). Dhibcaha cawlan waxay muujinayaan hiddo-sidayaasha oo tiro ahaan aan si weyn uga duwanayn noocyada muunadaha (qiimaha p > 0.05). Dhibcaha midabka leh waxay muujinayaan kala duwanaansho muhiim ah oo ku saabsan tirada (qiimaha p ≤ 0.05). 20-ka hiddo-sidayaasha leh kala duwanaanshaha ugu weyn ee tirada waxaa lagu muujiyay buluug casaan iyo khafiif ah (muunadaha xakamaynta iyo PPA), siday u kala horreeyaan. Tirada dhibcaha jaalaha iyo guduudka ah waxay ugu yaraan 2.7 jeer ka weyn tahay muunadaha xakamaynta iyo PPA marka loo eego muunadaha xakamaynta. Dhibcaha madow waxay matalaan hiddo-sidayaasha leh tiro aad u kala duwan, iyadoo celceliska farqiga CLR ee u dhexeeya -1 iyo 1. Qiimaha P waxaa lagu xisaabiyay iyadoo la adeegsanayo baaritaanka Mann-Whitney U waxaana lagu saxay isbarbardhigyo badan iyadoo la adeegsanayo habka Benjamini-Hochberg. Hiddo-sidayaashu waxay u dhigmaan hiddo-sidayaasha matalaya buugga hiddaha aan badnayn. Magacyada hiddo-sidayaashu waxay ka kooban yihiin calaamadda KEGG oo tilmaamaysa hiddo-sidayaasha KO. Kala duwanaanshaha celceliska geesinimada leh ee CLR waxay muujinayaan tiro aad u kala duwan. Calaamadda gaaban (-) waxay muujinaysaa in aysan jirin calaamad muujinaysa hidda-wadaha ku jira xogta KEGG.
Taxa-yada hiddo-sideyaasha la xiriira dheef-shiid kiimikaadka PPA iyo/ama wax-soo-saarka waxaa lagu aqoonsaday iyadoo la barbar dhigayo aqoonsiga taxonomic-ga ee cudurrada iyo aqoonsiga la xiriira hidda-wadaha. Heerka hiddaha, 130 hidde-sideyaal ayaa la ogaaday inay leeyihiin hiddo-sideyaal la xiriira dheef-shiid kiimikaadka PPA iyo 61 hidde-sideyaal ayaa la ogaaday inay leeyihiin hiddo-sideyaal la xiriira wax-soo-saarka PPA (Jadwalka Dheeraadka ah 4). Si kastaba ha ahaatee, ma jirin wax hidde-sideyaal ah oo muujiyay kala duwanaansho muhiim ah oo ku saabsan tirada (p > 0.05).
Heerka noocyada, 144 nooc oo bakteeriya ah ayaa la ogaaday inay leeyihiin hiddo-wadeyaal la xiriira dheef-shiid kiimikaadka PPA, waxaana la ogaaday 68 nooc oo bakteeriya ah inay leeyihiin hiddo-wadeyaal la xiriira wax-soo-saarka PPA (Jadwalka Dheeraadka ah 5). Qaybaha dheef-shiid kiimikaadka PPA, siddeed bakteeriya ayaa muujiyay koror weyn oo ku yimid tirada noocyada muunadaha, dhammaantoodna waxay muujiyeen isbeddello muhiim ah oo ku yimid waxtarka (Jadwalka Dheeraadka ah 6). Dhammaan dheef-shiid kiimikaadka PPA ee la aqoonsaday oo leh kala duwanaansho weyn oo tiro badan ayaa aad ugu badnaa muunadaha PPA. Kala-soocidda heerka noocyada ayaa muujisay wakiillo ka kooban hidde-sideyaal aan si weyn u kala duwanayn noocyada muunadaha, oo ay ku jiraan noocyo badan oo Bacteroides ah iyo Ruminococcus ah, iyo sidoo kale Duncania dubois, Myxobacterium enterica, Monococcus pectinolyticus, iyo Alcaligenes polymorpha. Bakteeriyada soo saarta PPA, afar bakteeriya ayaa muujiyay farqi weyn oo u dhexeeya noocyada muunadaha. Noocyada leh kala duwanaansho weyn oo tiro badan waxaa ka mid ahaa Bacteroides novorossi, Duncania dubois, Myxobacterium enteritidis, iyo Ruminococcus bovis.
Daraasaddan, waxaan ku baarnay saameynta soo-gaadhista PPA ee microbiota mindhicirka ee jiirka. PPA waxay soo saari kartaa jawaabo kala duwan bakteeriyada sababtoo ah waxaa soo saara noocyo gaar ah, oo loo isticmaalo ilo cunto oo ay isticmaalaan noocyo kale, ama waxay leedahay saameyn liddi ku ah bakteeriyada. Sidaa darteed, ku darista deegaanka mindhicirka iyada oo loo marayo kaabista cuntada waxay yeelan kartaa saameyn kala duwan iyadoo ku xiran dulqaadka, nuglaanta, iyo awoodda loo leeyahay in loo isticmaalo sidii ilo nafaqo. Noocyada bakteeriyada xasaasiga ah ayaa laga yaabaa in la tirtiro oo lagu beddelo kuwa aad uga adkaysi badan PPA ama awood u leh inay u isticmaalaan sidii ilo cunto, taasoo horseedaysa isbeddello ku yimaada halabuurka microbiota mindhicirka. Natiijooyinkayagu waxay muujiyeen kala duwanaansho muhiim ah oo ku saabsan halabuurka microbiota laakiin ma jirin wax saameyn ah oo ku saabsan kala duwanaanshaha microbiota guud. Saamaynta ugu weyn waxaa lagu arkay heerka noocyada, iyadoo in ka badan 70 taxa ay si weyn uga duwan yihiin tirada badan ee u dhaxaysa PPA iyo muunadaha xakamaynta (Jadwalka Dheeraadka ah 2). Qiimayn dheeraad ah oo ku saabsan halabuurka muunadaha la soo bandhigay ee PPA waxay muujisay kala duwanaansho weyn oo noocyada microbiota ah marka la barbar dhigo muunadaha aan la soo bandhigin, taasoo soo jeedinaysa in PPA ay kor u qaadi karto sifooyinka koritaanka bakteeriyada oo ay xaddidi karto tirada bakteeriyada ee ku noolaan karta deegaannada hodanka ku ah PPA. Sidaa darteed, PPA waxay si xushmad leh u kicin kartaa isbeddello halkii ay sababi lahayd carqaladeyn ballaaran oo ku timaadda kala duwanaanshaha microbiota mindhicirka.
Daawooyinka ilaaliya cuntada sida PPA ayaa hore loo muujiyay inay beddelaan tirada badan ee qaybaha microbiome-ka mindhicirka iyada oo aan saameyn ku yeelan kala duwanaanshaha guud (Nagpal et al., 2021). Halkan, waxaan ku aragnay kala duwanaanshaha ugu yaabka badan ee u dhexeeya noocyada Bacteroidetes ee ku jira phylum Bacteroidetes (oo hore loogu yiqiin Bacteroidetes), kuwaas oo si weyn loogu hodaneeyay jiirarka ay soo bandhigtay PPA. Tirada badan ee noocyada Bacteroides waxay la xiriirtaa hoos u dhaca xabka oo kordha, taas oo kordhin karta khatarta caabuqa oo kor u qaadi karta bararka (Cornick et al., 2015; Desai et al., 2016; Penzol et al., 2019). Hal daraasad ayaa lagu ogaaday in jiirarka labka ah ee dhallaanka ah ee lagu daaweeyay Bacteroides fragilis ay muujiyeen dhaqamo bulsheed oo xasuusinaya cudurka autism spectrum disorder (ASD) (Carmel et al., 2023), iyo daraasado kale ayaa muujiyay in noocyada Bacteroides ay beddeli karaan dhaqdhaqaaqa difaaca jirka waxayna horseedi karaan cudurka wadnaha ee iswada (Gil-Cruz et al., 2019). Noocyada ka tirsan jiirarka Ruminococcus, Prevotella, iyo Parabacteroides ayaa sidoo kale si weyn u kordhay jiirarka la ildaran PPA (Coretti et al., 2018). Noocyada qaarkood ee Ruminococcus waxay la xiriiraan cudurro sida cudurka Crohn iyada oo loo marayo soo saarista cytokines-ka proinflammatory (Henke et al., 2019), halka noocyada Prevotella sida Prevotella humani ay la xiriiraan cudurrada dheef-shiid kiimikaadka sida dhiigkarka iyo xasaasiyadda insulin (Pedersen et al., 2016; Li et al., 2017). Ugu dambeyntii, waxaan ogaanay in saamiga Bacteroidetes (oo hore loogu yiqiin Firmicutes) iyo Bacteroidetes uu si weyn uga hooseeyay jiirarka la ildaran PPA marka loo eego jiirarka la xakameeyey sababtoo ah tirada guud ee noocyada Bacteroidetes. Saamigani waxaa hore loo muujiyay inuu yahay tilmaame muhiim ah oo ku saabsan qaab-dhismeedka caloosha iyo mindhicirka, khalkhalka ku jira saamigan waxaa lala xiriiriyay xaalado cudur oo kala duwan (Turpin et al., 2016; Takezawa et al., 2021; An et al., 2023), oo ay ku jiraan cudurrada mindhicirka bararka (Stojanov et al., 2020). Guud ahaan, noocyada phylum Bacteroidetes waxay u muuqdaan inay si weyn u saameeyaan PPA-da cuntada ee sarreysa. Tani waxay sabab u noqon kartaa dulqaad sare oo loo qabo PPA ama awoodda loo leeyahay in PPA loo isticmaalo ilo tamar, taas oo la muujiyay inay run tahay ugu yaraan hal nooc, Hoylesella enocea (Hitch et al., 2022). Taas beddelkeeda, soo-gaadhista PPA ee hooyada waxay kor u qaadi kartaa horumarka uurjiifka iyadoo ka dhigaysa caloosha faraca jiirka mid u nugul gumeysiga Bacteroidetes; si kastaba ha ahaatee, naqshaddayada daraasaddu ma aysan oggolaan qiimeyn noocaas ah.
Qiimaynta maadada metagenomic waxay muujisay kala duwanaansho muhiim ah oo ku saabsan tirada badan ee hidde-sideyaasha la xiriira dheef-shiid kiimikaadka iyo wax-soo-saarka PPA, iyadoo jiirarka PPA-da ee soo ifbaxay ay muujinayaan tiro badan oo hidde-sideyaal ah oo mas'uul ka ah soo saarista PPA, halka jiirarka aan soo ifbixin PPA-da ay muujiyeen tiro badan oo hidde-sideyaal ah oo mas'uul ka ah dheef-shiid kiimikaadka PAA (Jaantuska 6). Natiijooyinkani waxay soo jeedinayaan in saameynta PPA ee ku saabsan halabuurka microbial laga yaabo inaysan ahayn oo keliya sababtoo ah isticmaalkeeda, haddii kale tirada badan ee hidde-sideyaasha la xiriira dheef-shiid kiimikaadka PPA waa inay muujiso tiro badan oo ku jirta microbiome-ka mindhicirka ee jiirka soo ifbaxay PPA-da. Hal sharraxaad ayaa ah in PPA ay dhexdhexaadiso tirada badan ee bakteeriyada inta badan iyada oo loo marayo saameynteeda antimicrobial halkii ay ka isticmaali lahayd bakteeriyada nafaqo ahaan. Daraasado hore ayaa muujiyay in PPA ay joojiso koritaanka Salmonella Typhimurium si ku-tiirsan qiyaasta (Jacobson et al., 2018). Soo-gaadhista heerarka sare ee PPA waxay u dooran kartaa bakteeriyada u adkaysata sifooyinkeeda antimicrobial-ka waxayna daruuri ahaan u oggolaan kartaa inay dheefshiido ama soo saarto. Tusaale ahaan, noocyo badan oo Parabacteroides ah ayaa muujiyay tiro aad u badan oo ka mid ah muunadaha PPA, laakiin ma jirin hiddo-sideyaal la xiriira dheef-shiid kiimikaadka PPA ama wax soo saarka oo la ogaaday (Jadwallada Dheeraadka ah 2, 4, iyo 5). Intaa waxaa dheer, wax soo saarka PPA oo ah wax soo saar halsano ah ayaa si weyn ugu baahsan bakteeriyada kala duwan (Gonzalez-Garcia et al., 2017). Kala duwanaanshaha bakteeriyada oo sareeya ayaa laga yaabaa inay sabab u tahay tirada badan ee hiddo-sideyaasha la xiriira dheef-shiid kiimikaadka PPA ee muunadaha xakamaynta (Averina et al., 2020). Intaa waxaa dheer, 27 (2.14%) oo keliya oo ka mid ah 1332 hiddo-side ayaa la saadaaliyay inay yihiin hiddo-sideyaal la xiriira si gaar ah dheef-shiid kiimikaadka PPA. Hiddo-sideyaal badan oo la xiriira dheef-shiid kiimikaadka PPA ayaa sidoo kale ku lug leh waddooyin kale oo dheef-shiid kiimikaad. Tani waxay si dheeraad ah u muujinaysaa in tirada badan ee hiddo-sideyaasha ku lug leh dheef-shiid kiimikaadka PPA ay ka sarreeyeen muunadaha xakamaynta; hiddo-sideyaashani waxay ka shaqayn karaan waddooyin aan keenin isticmaalka PPA ama sameynta wax soo saar ahaan. Xaaladdan oo kale, hal hiddo-side oo keliya oo la xiriira jiilka PPA ayaa muujiyay kala duwanaansho weyn oo ku saabsan tirada badan ee u dhaxaysa noocyada muunadaha. Marka la barbardhigo hiddo-sideyaasha la xiriira dheef-shiid kiimikaadka PPA, hiddo-sideyaasha calaamadeysan ee wax soo saarka PPA ayaa la doortay sababtoo ah waxay si toos ah ugu lug leeyihiin waddada bakteeriyada ee wax soo saarka PPA. Jiirarka ay soo bandhigtay PPA, dhammaan noocyada waxaa la ogaaday inay si weyn u kordhiyeen tirada iyo awoodda ay ku soo saari karaan PPA. Tani waxay taageertaa saadaasha ah in PPA-yadu ay dooran doonaan soo saarayaasha PPA sidaas darteedna ay saadaalinayaan in awoodda wax soo saarka PPA ay kordhi doonto. Si kastaba ha ahaatee, tirada hidde-sidayaasha daruuri ma aha inay la xiriirto muujinta hidde-sidayaasha; sidaas darteed, inkastoo tirada hidde-sidayaasha ee la xiriirta dheef-shiid kiimikaadka PPA ay ka sarreeyaan muunadaha xakamaynta, heerka muujinta ayaa laga yaabaa inuu ka duwanaado (Shi et al., 2014). Si loo xaqiijiyo xiriirka ka dhexeeya baahsanaanta hidde-sidayaasha soo saara PPA iyo wax soo saarka PPA, waxaa loo baahan yahay daraasado ku saabsan muujinta hidde-sidayaasha ku lug leh wax soo saarka PPA.
Sharaxaadda shaqada ee PPA iyo metagenomes-ka xakamaynta ayaa shaaca ka qaaday kala duwanaansho. Falanqaynta PCA ee nuxurka hiddaha ayaa muujisay kooxo kala duwan oo u dhexeeya PPA iyo muunadaha xakamaynta (Jaantuska 5). Ururinta muunadda dhexdeeda ayaa shaaca ka qaaday in nuxurka hiddaha xakamaynta uu aad u kala duwanaa, halka muunadaha PPA ay isku urursan yihiin. Isugeynta maadada hiddaha waxay la mid ahayd isku-ururinta iyadoo loo eegayo halabuurka noocyada. Sidaa darteed, kala duwanaanshaha tirada badan ee marinnada ayaa la jaan qaadaya isbeddellada tirada badan ee noocyada gaarka ah iyo noocyada gudaha. Muunadaha PPA, laba waddo oo leh tiro aad u badan ayaa la xiriiray dheef-shiid kiimikaadka sonkorta aminosugar/nucleotide (ko:K21279) iyo waddooyin badan oo dheef-shiid kiimikaadka lipid ah (ko:K00647, ko:K03801; Shaxda Dheeraadka ah 3). Hiddo-sidayaasha la xiriira ko:K21279 waxaa la og yahay inay la xiriiraan hidde-sideyaasha Bacteroides, oo ka mid ah hidde-sidayaasha leh tiro aad u badan oo noocyo ah oo ku jira muunadaha PPA. Ensaymkan wuxuu ka fogaan karaa jawaabta difaaca jirka isagoo muujinaya polysaccharides-ka kaabsalaysan (Wang et al., 2008). Tani waxay ka dhigan kartaa kororka Bacteroides-ka lagu arkay jiirarka soo ifbaxay PPA. Tani waxay dhameystiraysaa isku-darka aashitada dufanka badan ee lagu arkay microbiome-ka PPA. Bakteeriyadu waxay isticmaashaa dariiqa FASIIko:K00647 (fabB) si ay u soo saarto aashitada dufanka leh, taas oo saameyn karta marinnada dheef-shiid kiimikaadka martida loo yahay (Yao iyo Rock, 2015; Johnson et al., 2020), isbeddellada ku yimaada dheef-shiid kiimikaadka dufanka leh waxay door ka ciyaari karaan horumarinta neerfaha (Yu et al., 2020). Waddo kale oo muujinaysa tiro badan oo ka mid ah muunadaha PPA waxay ahayd biosynthesis hoormoonka steroid (ko:K12343). Waxaa jira caddayn sii kordheysa oo muujinaysa in uu jiro xiriir liddi ku ah awoodda microbiota mindhicirka si ay u saamayso heerarka hoormoonka iyo in ay saameeyaan hoormoonada, si heerarka steroid-ka ee sarreeya ay u yeelan karaan cawaaqib xumo caafimaad oo hoose (Tetel et al., 2018).
Daraasaddani ma aha mid aan lahayn xaddidaad iyo tixgelin. Kala duwanaansho muhiim ah ayaa ah inaanan samayn qiimayn jireed oo ku saabsan xayawaanka. Sidaa darteed, ma suurtowdo in si toos ah loo soo gabagabeeyo in isbeddellada ku dhaca microbiome-ka ay la xiriiraan cudur kasta. Tixgelin kale ayaa ah in jiirarka daraasaddan lagu quudiyay cunto la mid ah tan hooyooyinkood. Daraasadaha mustaqbalka ayaa laga yaabaa inay go'aamiyaan in ka beddelashada cuntada hodanka ku ah PPA una beddelashada cunto aan lahayn PPA ay hagaajinayso saameynteeda microbiome-ka. Xaddidaadda daraasaddayada, sida kuwa kale oo badan, waa cabbirka muunadda xaddidan. In kasta oo gunaanad sax ah la soo saari karo, cabbirka muunadda weyn wuxuu bixin doonaa awood tirakoob oo weyn marka la falanqeynayo natiijooyinka. Waxaan sidoo kale ka taxaddareynaa inaan ka soo baxno gunaanad ku saabsan xiriirka ka dhexeeya isbeddellada microbiome-ka mindhicirka iyo cudur kasta (Yap et al., 2021). Arrimaha isku qasan oo ay ku jiraan da'da, jinsiga, iyo cuntada ayaa si weyn u saameyn kara isku-dhafka microbiome-ka. Arrimahani waxay sharxi karaan is-waafaqla'aanta lagu arkay suugaanta ku saabsan xiriirka microbiome-ka mindhicirka iyo cudurrada adag (Johnson et al., 2019; Lagod iyo Naser, 2023). Tusaale ahaan, xubnaha hidde-sidaha Bacteroidetes ayaa la muujiyay inay ku badan yihiin ama ay hoos u dhaceen xayawaanka iyo dadka qaba ASD (Angelis et al., 2013; Kushak et al., 2017). Sidoo kale, daraasadaha ku saabsan halabuurka mindhicirka ee bukaanada qaba cudurrada mindhicirka bararka ayaa lagu ogaaday kororka iyo hoos u dhaca labadaba isla taxa (Walters et al., 2014; Forbes et al., 2018; Upadhyay et al., 2023). Si loo xaddido saameynta eexda jinsiga, waxaan isku daynay inaan hubinno matalaad siman oo jinsi ah si kala duwanaanshuhu u badan yahay inuu ku kaco cuntada. Hal caqabad oo ku saabsan sharraxaadda shaqaynta ayaa ah ka saarista taxanaha hidde-sidaha ee aan loo baahnayn. Habkayaga kala-soocidda hidde-sidaha wuxuu u baahan yahay 95% aqoonsi taxane ah iyo isku ekaansho dherer ah oo 85% ah, iyo sidoo kale daboolida isku-habaynta 90% si loo baabi'iyo isku-dhafnaanta beenta ah. Si kastaba ha ahaatee, xaaladaha qaarkood, waxaan aragnay COGs oo leh isla sharraxaadyada (tusaale ahaan, MUT) (Jaantuska 6). Daraasado dheeraad ah ayaa loo baahan yahay si loo go'aamiyo in ortholog-yadani ay kala duwan yihiin, oo ay la xiriiraan jiil gaar ah, ama inay tani tahay xaddidaadda habka isku-dhafka hidda-wadaha. Xaddidaad kale oo ku saabsan sharraxaadda shaqaynta waa kala-soocid la'aanta suurtagalka ah; hidda-wadaha bakteeriyada mmdA waa ensaym la yaqaan oo ku lug leh isku-darka propionate, laakiin KEGG kuma xirna waddada dheef-shiid kiimikaadka propionate. Taas bedelkeeda, ortholog-yada scpB iyo mmcD waa kuwo isku xiran. Tirada badan ee hidda-wadaha aan lahayn garaacisyo loo qoondeeyay waxay keeni kartaa awood la'aan lagu aqoonsado hidda-wadaha la xiriira PPA marka la qiimeynayo tirada hidda-wadaha. Daraasadaha mustaqbalka waxay ka faa'iideysan doonaan falanqaynta metatranscriptome, taas oo bixin karta faham qoto dheer oo ku saabsan astaamaha shaqada ee microbiota mindhicirka iyo isku xirka muujinta hidda-wadaha saamaynta hoose ee suurtagalka ah. Daraasadaha ku lug leh cudurrada horumarinta neerfaha ee gaarka ah ama cudurrada mindhicirka ee bararka, qiimeynta jir ahaaneed iyo dhaqanka ee xayawaanka ayaa loo baahan yahay si loogu xiro isbeddellada ku yimaada halabuurka microbiome-ka iyo dhibaatooyinkan. Daraasado dheeraad ah oo lagu tallaalayo microbiome-ka mindhicirka jiirka aan jeermiska lahayn ayaa sidoo kale waxtar u yeelan doona in la go'aamiyo in microbiome-ku uu yahay darawal ama astaamo cudur.
Marka la soo koobo, waxaan tusnay in PPA-da cuntadu ay u dhaqanto sidii arrin wax ka beddesha isku-dhafka microbiota-da mindhicirka. PPA waa ilaaliye ay FDA ansixisay oo si weyn looga helo cuntooyin kala duwan oo, marka muddo dheer la soo bandhigo, ay horseedi karto carqaladeyn ku timaadda dhirta caadiga ah ee mindhicirka. Waxaan helnay isbeddello ku yimid tirada badan ee bakteeriyada, taasoo soo jeedinaysa in PPA ay saameyn ku yeelan karto isku-dhafka microbiota-da mindhicirka. Isbeddellada ku yimaada microbiota-da waxay horseedi karaan isbeddello ku yimaada heerarka hababka dheef-shiid kiimikaadka qaarkood, taasoo horseedi karta isbeddello jireed oo khuseeya caafimaadka martida loo yahay. Daraasado dheeraad ah ayaa loo baahan yahay si loo go'aamiyo in saameynta PPA-da cuntada ee ku aaddan isku-dhafka microbial ay horseedi karto dysbiosis ama cudurro kale. Daraasaddani waxay aasaaska u dhigaysaa daraasadaha mustaqbalka ee ku saabsan sida saameynta PPA ee ku yeelan karto isku-dhafka mindhicirka ay saameyn ugu yeelan karto caafimaadka aadanaha.
Xogta lagu soo bandhigay daraasaddan waxaa laga heli karaa kaydka internetka. Magaca kaydka iyo lambarka ku-biiritaanka waa: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/, PRJNA1092431.
Daraasaddan xayawaanka waxaa ansixiyay Guddiga Daryeelka iyo Isticmaalka Xoolaha ee Hay'adda Jaamacadda Bartamaha Florida (UCF-IACUC) (Lambarka Ogolaanshaha Isticmaalka Xoolaha: PROTO202000002). Daraasaddani waxay u hoggaansamaysaa sharciyada maxalliga ah, qawaaniinta, iyo shuruudaha hay'adaha.
NG: Fikrad-ururin, Hagaajin Xogta, Falanqayn rasmi ah, Baaritaan, Hab-raac, Software, Muuqaal, Qoris (qabyo-qoraal asal ah), Qoris (dib-u-eegis & tafatir). LA: Fikrad-ururin, Hagaajin Xogta, Hab-raac, Khayraad, Qoris (dib-u-eegis & tafatir). SH: Falanqayn rasmi ah, Software, Qoris (dib-u-eegis & tafatir). SA: Baaritaan, Qoris (dib-u-eegis & tafatir). Garsooraha Sare: Baaritaan, Qoris (dib-u-eegis & tafatir). SN: Fikrad-ururin, Maamulka Mashruuca, Khayraadka, Kormeerka, Qorista (dib-u-eegis & tafatir). TA: Fikrad-ururin, Maamulka Mashruuca, Kormeerka, Qorista (dib-u-eegis & tafatir).
Qorayaashu waxay caddeeyeen inaysan helin wax taageero dhaqaale ah oo ku aaddan cilmi-baarista, qorista, iyo/ama daabacaadda maqaalkan.
Qorayaashu waxay caddeeyeen in cilmi-baarista la sameeyay iyadoo aysan jirin wax xiriir ganacsi ama dhaqaale ah oo loo qaadan karo inay tahay iska hor imaad dano oo suurtagal ah. Lama dabaqi karo.
Dhammaan ra'yiga lagu soo bandhigay maqaalkan waa kuwa qorayaasha oo keliya mana aha mid ka tarjumaya aragtida hay'adahooda, daabacayaasha, tifaftirayaasha, ama dib-u-eegayaasha. Badeecadaha lagu qiimeeyay maqaalkan, ama sheegashooyinka ay sameeyeen soosaarayaashu, ma damaanad qaadayaan ama ma taageeraan daabacaha.
Agab dheeraad ah oo loogu talagalay maqaalkan waxaa laga heli karaa khadka tooska ah: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frmbi.2024.1451735/full#supplementary-material
Abdelli LS, Samsam A, Nasser SA (2019). Aashitada Propionic waxay kicisaa gliosis iyo bararka neerfaha iyadoo nidaaminaysa marinnada PTEN/AKT ee xanuunnada autism-ka. Warbixinnada sayniska 9, 8824–8824. doi: 10.1038/s41598-019-45348-z
Aitchison, J. (1982). Falanqaynta tirakoobka ee xogta halabuurka. JR Stat Soc Ser B Methodol. 44, 139–160. doi: 10.1111/j.2517-6161.1982.tb01195.x
Ahn J, Kwon H, Kim YJ (2023). Saamiga Firmicutes/Bacteroides oo ah arrin khatar u ah kansarka naasaha. Joornaalka Daawada Kiliinikada, 12, 2216. doi: 10.3390/jcm12062216
Anders S., Huber W. (2010). Falanqaynta muujinta kala duwan ee xogta tirinta taxanaha. Nat Prev. 1–1, 1–10. doi: 10.1038/npre.2010.4282.1
Angelis, MD, Piccolo, M., Vannini, L., Siragusa, S., Giacomo, AD, Serrazanetti, DI, iwm. (2013). Microbiota saxarada iyo metabolome-ka carruurta qaba autism-ka iyo khalkhalka koritaanka baahsan oo aan si kale loo cayimin. PloS One 8, e76993. doi: 10.1371/journal.pone.0076993
Averina OV, Kovtun AS, Polyakova SI, Savilova AM, Rebrikov DV, Danilenko VN (2020). Astaamaha neerfaha ee bakteeriyada ee microbiota mindhicirka ee carruurta yaryar ee qaba xanuunka autism-ka. Joornaalka Caafimaadka Microbiology 69, 558–571. doi: 10.1099/jmm.0.001178
Baquero F., Nombela K. (2012). Microbiome-ka oo ah xubin bini'aadam ah. Microbiology-ga Kiliinikada iyo Caabuqa 18, 2–4. doi: 10.1111/j.1469-0691.2012.03916.x
Baur T., Dürre P. (2023). Aragtiyo cusub oo ku saabsan fiisiyoolajiyadda bakteeriyada soo saarta aashitada propionic: Anaerotignum propionicum iyo Anaerotignum neopropionicum (oo hore u ahaan jiray Clostridium propionicum iyo Clostridium neopropionicum). Microorganisms 11, 685. doi: 10.3390/microorganisms11030685
Bazer FW, Spencer TE, Wu G, Cudd TA, Meininger SJ (2004). Nafaqeynta hooyada iyo koritaanka uurjiifka. J Nutr. 134, 2169-2172. doi: 10.1093/jn/134.9.2169
Benjamini, Y., iyo Hochberg, J. (1995). Xakamaynta heerka beenta ah ee togan: Hab wax ku ool ah oo hufan oo loogu talagalay tijaabooyin badan. JR Stat Soc Ser B Methodol. 57, 289–300. doi: 10.1111/j.2517-6161.1995.tb02031.x
Waqtiga boostada: Abriil-18-2025