یک پروتئین ضد التهاب با تقویت باکتری های سالم روده به جلوگیری از چاقی کمک می کند

19سپتامبر 2018 - دانشمندان دانشکده پزشکی UNC در کارولینای شمالی کشف کردند که یک پروتئین ضد التهابی بنامNLRP12 ، از موش ها در برابر چاقی و مقاومت به انسولین، زمانی که آنها با رژیم غذایی پرچرب تغذیه می شوند، محافظت می کند. محققان همچنین اعلام کردند که فعالیت ژن NLRP12 در افراد چاق کاهش می یابد و این یک هدف بالقوه ی درمانی برای چاقی و دیابت است که هر دو از عوامل خطر مهم برای بیماری های قلبی عروقی و سایر بیماریهای جدی هستند.
این مطالعه که در مجله ی Cell Host & Microbe منتشر شده است، نشان داد که اثر ضد التهابیNLRP12  موجب رشد یک خانواده ی "خوب" از باکتری های روده ای به نام Lachnospiraceae  می شود که مولکول های کوچکی مانند بوتیرات و پروپیونات را تولید می کنند که به نوبه خود باعث افزایش سلامت روده و محافظت از موشها در برابر چاقی و مقاومت به انسولین می شوند.
نویسنده ارشد این مقاله پرفسور Jenny P-Y Ting، استاد برجسته ژنتیک گفت: نه فقط خوردن بیش از حد و فقدان تحرک بدنی و ورزش موجب چاقی می شود بلکه التهاب نیز موجب چاقی می شود، و این مطالعه نشان می دهد که کاهش التهاب باعث افزایش" باکتریهای خوب "می شود که می تواند به حفظ وزن سالم کمک کند. ما نشان دادیم کهدر موش ها، پروتئین NLRP12 باعث کاهش التهاب در روده و در بافت چربی می شود. اگرچه نشان دادن یک اثر علی و معلولی مستقیم در انسان ها دشوار است اما همکاران ما کمک کردند تا ما نشان دهیم که سطوح بیان NLRP12 در افرادی که چاق هستند نیز کاهش می یابد.

در انسان، NLRP12  توسط انواع مختلفی از سلول های ایمنی تولید می شود و به نظر می رسد به عنوان ترمزی برای التهاب بیش از حد عمل می کند. پرفسور Ting و همکارانش در سالهای اخیر مطالعاتی را منتشر کرده اند که نشان می دهد موش هایی که فاقد ژن NLRP12 هستند، بسیار حساس به التهاب بیش از حد، از جمله التهاب کولون تجربی (کولیت) و سرطان کولون هستند.
در سال های اخیر، محققان شواهدی را یافته اند که نشان می دهد التهاب در روده و مکانهایی که چربی در آنها ذخیره شده است، باعث افزایش چاقی می شود. برطبق برآوردهای اخیر، حدود 40 درصد از بزرگسالان و 20 درصد از کودکان و نوجوانان 2 تا 19 ساله در ایالات متحده چاق هستند.چاق شدن و یا اضافه وزن حتی می تواند میزبانی برای سایر بیماریها، از جمله بیماری های قلبی، سکته مغزی، سرطان، و دیابت باشد. بنابراین، Ting  و همکارانش در این مطالعه ارتباط چاقی را با فقدان ژن NLRP12 در موش ها بررسی کردند. یافته های آنها نشان داد موشهای فاقد این ژن بیشتر مستعد چاقی هستند.
دانشمندان موش های معمولی و موشهای فاقد ژن [1] NLRP12را به مدت چندین ماه با رژیم غذایی حاوی چربی زیاد تغذیه کردند. موشهای فاقد ژن NLRP12  به اندازه ی موشهای نرمال غذا و نوشیدنی می خوردند اما به میزان قابل توجهی چربی بیشتری در بدن خود ذخیره کردند و سنگین تر شدند. موشهای فاقد ژن NLRP12 همچنین نشانه هایی از مقاومت به انسولین را نشان دادند که شامل کاهش توانایی برای پاک کردن گلوکز از جریان خون و تمایل به افزایش چاقی بود.
عدم وجود NLRP12 در این موش ها موجب افزایش علائم التهاب در روده و در بافت چربی آنها شد، اما مشخص نبود که چگونه افزایش التهاب در روده و بافت چربی با این افزایش وزن ارتباط دارد تا این که محققان حیوانات را از یک مکان به یک مکان دیگر منتقل کردند.بر اساس پروتکل های ایمنی استاندارد، برای جلوگیری از گسترش بیماری، محققان قبل از حرکت موش ها به مکان جدید آنها را با آنتی بیوتیکها تحت درمان قرار دادند.
یکی از نویسندگان اول این مقاله  Agnieszka Truax، پژوهشگر فوق دکترا در آزمایشگاه Ting گفت: ما متوجه شدیم که موش هایی که با آنتی بیوتیک ها درمان شدند، اضافه وزن کمتری نسبت به موش هایی که در مکان قبلی مانده اند، دارند. این موضوع نشان می دهد که ممکن است باکتری های روده در ترویج چاقی نقش داشته باشند.
آزمایش های بعدی نشان داد هنگامی که موش های فاقد NLRP12 در شرایط بدون باکتری نگهداری شدند، وزن آنها افزایش نیافت، زیرا هیچ باکتری در روده های آنها وجود نداشت. بنابراین  کمبودNLRP12  به اندازه ای که تصور می شد، مهم نبود. در حقیقت باکتری های "بد" باعث اضافه وزن بیش از حد، در طی یک رژیم غذایی با چربی بالا می شوند.
موضوع قابل ملاحظه اینست که، موش های فاقدNLRP12 ، زمانی که با موش های کنترل در یک مکان نگهداری شدند، دچار اضافه وزن نشدند، بنظر می رسد که باکتری های "خوب" از موش های کنترل وارد بدن موشهای فاقد NLRP12 شده و از آنها محافظت می کند.
دانشمندان می دانند که رژیم هایی با چربی زیاد، در مقایسه با رژیم های کم چرب موجب کاهش تنوع گونه های باکتریایی در روده از طریق سرکوب برخی گونه ها و اجازه دادن به برخی دیگر از آن ها برای تکثیر غیر طبیعی می شوند.محققان UNC، این موضوع را در موش های تغذیه شده با رژیمهای غذایی پر چرب تایید کردند. آنها مشاهده نمودند که کاهش تنوع باکتریها در موش های فاقد NLRP12 بسیار شدیدتر است.
این آزمایشات نشان داد که التهاب ناشی از یک رژیم غذایی با چربی بالا در هنگام عدم وجودNLRP12 بدتر می شود، که علت آن تغییر در جمعیت و تنوع باکتریها در روده است.کشته شدن گونه های باکتریایی خوب باعث افزایش شدید یک خانواده ی باکتریایی بنام Erysipelotrichaceae میشود. با افزایش التهاب روده، این میکروبها بیشترغالب می شوند و با انتقال این باکتریها به موشهای فاقد باکتری، افزایش وزن ناشی از یک رژیم غذایی پر چرب، تشدید می شود.

 در مقابل، خانواده یباکتریهای Lachnospiraceae که در روده ی موشهای تغذیه شده با یک رژیم غذایی با چربی بالا کاهش می یابند، به نظر می رسد بسیار مفید هستند.محققان موشهایفاقد NLRP12را با باکتریهای Lachnospiraceaeهمراه با رژیم غذایی با چربی بالا طی سه هفته تغذیه کردند و دریافتند که این باکتری "خوب" التهاب روده را کاهش می دهند، هژمونی یا سلطه گری  Erysipelotrichicaae را از بین برده و اجازه می دهد تنوع باکتری ها در روده بیشتر شود.    همچنینLachnospiraceae به طور قابل ملاحظه ای از حیوانات در برابر چاقی و مقاومت انسولین مرتبط با آن محافظت می کند. دکتر Truaxگفت: همه ی تغییرات التهابی و متابولیکی که در موش های فاقد NLRP12 در طول یک رژیم غذایی پر چرب دیده می شدند زمانی که ما دوباره Lachnospiraceae  را به این موشها عرضه کردیم، از بین رفت.

 Lachnospiraceae  حاوی آنزیم هایی هستند که کربوهیدرات ها و فیبرها را به مولکول های کوچکی به نام اسیدهای چرب با زنجیره ی کوتاه (SCFA) تبدیل می کنند. دانشمندان اظهار داشتند که با افزایش سطحLachnospiracea ، این نوع از اسیدهای چرب با زنجیره ی کوتاه، بویژه بوتیرات و پروپیونات به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابند. بوتیرات و پروپیونات خواص ضد التهابی دارند و باعث افزایش سلامت روده می شود.

تیم UNC  ، موشهای فاقدNLRP12  را با این اسیدهای چرب کوچک تغذیه کرده و دریافتند که SCFA ازحیوانات در برابر تاثیرات عدم وجود NLRP12 محافظت می کند، درست همانطور که Lachnospiraceae  این کار را انجام می دهد. بوتیرات، پروپیونات و دیگرSCFA ها به عنوان مکمل های تغذیه ای به طور گسترده ای در دسترس هستند. اما آیا این نتایج که از مطالعه ی موش ها بدست آمده است قابل تعمیم به انسان هست؟

آزمایشات بیشتر نشان داد که بله این نتایج برای انسان نیز صادق است.دانشمندان با همکاری پرفسورMihai Netea، و پرفسورRinke Stienstra، از مرکز پزشکی دانشگاه Radboud در هلند، سلول های چربی بیماران چاق را بررسی کرده و مشاهده نمودند که هر چه میزان چاقی - شاخص توده بدن - بالاتر باشد، فعالیت ژن NLRP12 کمتر است. بنابراین درمان افراد با باکتریهای "خوب" یا SCFAهای مفید ممکن است یک روز یک استراتژی نسبتا ارزان برای مبارزه با چاقی و همچنین دیابت و سایر بیماریهای ناشی از چاقی باشد. پرفسور تینگ و همکارانش قصد دارند تحقیقات خود را در این زمینه ادامه دهند.

منبع و سایت خبر:

Cell Host & Microbe, 2018; 24 (3): 364 DOI: 10.1016/j.chom.2018.08.009

www.sciencedaily.com/releases/2018/09/180919133616.htm