2020 / 06

Следующая статья
DOI: 10.24075/vrgmu.2020.076

ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Структура и нейрометаболический потенциал микробиоты кишечника у здоровых детей разного возраста

А. С. Ковтун1, О. В. Аверина1, Е. У. Полуэктова1, Г. П. Костюк2, В. Н. Даниленко1
Информация об авторах

1 Институт общей генетики имени Н. И. Вавилова, Москва, Россия

2 Психиатрическая клиническая больница № 1 имени Н. А. Алексеева, Москва, Россия

Для корреспонденции: Алексей Сергеевич Ковтун
ул. Губкина, д. 3, г. Москва, 119991; moc.liamg@52sanutvok

Информация о статье

Финансирование: исследование выполнено при поддержке гранта РНФ, № 20-14-00132.

Соблюдение этических стандартов: исследование одобрено этическим комитетом Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н. И. Пирогова (протокол № 165 от 22 мая 2017 г.). Родители детей подписали согласие на участие в исследовании.

Вклад авторов: А. С. Ковтун — разработка алгоритма, проведение биоинформатического анализа, участие в создании каталога, интерпретации и визуализации данных; О. В. Аверина — участие в разработке методологии, создании каталога, интерпретации данных и подготовки статьи; Е. У. Полуектова — участие в разработке методологии и создании каталога; Г. П. Костюк и В. Н. Даниленко — разработка общей концепции и методологии исследования и участие в интерпретации данных.

Статья получена: 13.11.2020 Статья принята к печати: 02.12.2020 Опубликовано online: 11.12.2020
|
  1. Олескин А. В., Шендеров Б. А., Роговский В. С. Социальность микроорганизмов и взаимоотношения в системе микробиота- хозяин: роль нейромедиаторов. М.: Изд-во МГУ, 2020; 286 с.
  2. Tanaka M, Nakayama J. Development of the gut microbiota in infancy and its impact on health in later life. Allergol Int. 2017; 66 (4): 515–22.
  3. Nagpal R, Tsuji H, Takahashi T, Nomoto K, Kawashima K, Nagata S, et al. Ontogenesis of the gut microbiota composition in healthy, full-term, vaginally born and breast-fed infants over the first 3 years of life: a quantitative bird’s-eye view. Front Microbiol. 2017; 8: 1388.
  4. Oleskin AV, Shenderov BA, Rogovsky VS. Role of neurochemicals in the interaction between the micro-biota and the immune and the nervous system of the host organism. Probiotics Antimicrob. Proteins. 2017; 9 (3): 215–34.
  5. Warner BB. The contribution of the gut microbiome to neurodevelopment and neuropsychiatric disorders. Pediatr Res. 2019; 85 (2): 216–24.
  6. Шендеров Б. А., Голубев В. Л., Данилов А. Б., Прищепа А. В. Кишечная микробиота человека и нейродегенеративные заболевания. Неврология. 2016; 1: 7–13.
  7. Yahfoufi N, Matar C, Ismail N. Adolescence and aging: impact of adolescence inflammatory stress and microbiota alterations on brain development, aging, and neurodegeneration. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2020; 75 (7): 1251–7.
  8. Forde BM, O'Toole PW. Next-generation sequencing technologies and their impact on microbial genomics. Brief Funct Genomics. 2013; 12 (5): 440–53.
  9. Averina OV, Kovtun AS, Polyakova SI, Savilova AM, Rebrikov DV, Danilenko VN. The bacterial neurometabolic signature of the gut microbiota of young children with autism spectrum disorders. J Med Microbiol. 2020; 69 (4): 558–71.
  10. Kovtun AS, Averina OV, Alekseeva MG, Danilenko VN. Antibiotic resistance genes in the gut microbiota of children with autistic spectrum disorder as possible predictors of the disease. Microb Drug Resist. 2020; 26 (11): 1307–20.
  11. Andrews S. FastQC: a quality control tool for high throughput sequence data. 2010. Available from: http://www.bioinformatics. babraham.ac.uk/projects/fastqc.
  12. Bolger AM, Lohse M, Usadel B. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics. 2014; 30 (15): 2114–20.
  13. Langmead B, Salzberg SL. Fast gapped-read alignment with Bowtie 2. Nat Methods. 2012; 9 (4): 357–9.
  14. Nurk S, Meleshko D, Korobeynikov A, Pevzner PA. metaSPAdes: a new versatile metagenomic assembler. Genome Res. 2017; 27 (5): 824–34.
  15. Ковтун А. С., Аверина О. В., Захаревич Н. В., Касьянов А. С., Даниленко В. Н. In silico определение метагеномной сигнатуры, отражающей нейрометаболический потенциал микробиоты кишечника человека в норме. Генетика. 2018; 54 (9): 1101–10.
  16. Caspani G, Kennedy S, Foster JA, Swann J. Gut microbial metabolites in depression: understanding the biochemical mechanisms. Microb Cell. 2019; 6 (10): 454–81.
  17. Wood DE, LU J, Langmead B. Improved metagenomic analysis with Kraken 2. Genome Biol. 2019; 20 (1): 257.
  18. Klimina KM, Voroshilova VN, Poluekyova EU, Veselovsky VA, Yunes RA, Kovtun AS, et al. Toxin-antitoxin systems: a tool for taxonomic analysis of human intestinal microbiota. Toxins (Basel). 2020; 12 (6): 388.
  19. Zhu W, Lomsadze A, Borodovsky M. Ab initio gene identification in metagenomic sequences. Nucl Acids Res. 2010; 38 (12): e132.
  20. Li H, Durbin R. Fast and accurate short read alignment with Burrows-Wheeler transform. Bioinformatics. 2009; 25 (14): 1754–60.
  21. Robinson MD, McCarthy DJ, Smyth GK. edgeR: a Bioconductor package for differential expression analysis of digital gene expression data. Bioinformatics. 2010; 26 (1): 139–40.
  22. Fouhy F, Watkins C, Hill CJ, O’Shea CA, Nagle B, Dempsey EM, et al. Perinatal factors affect the gut microbiota up to four years after birth. Na. Commun. 2019; 10: 1517.
  23. Byrne CS, Chambers ES, Morrison DJ, Frost G. The role of short chain fatty acids in appetite regulation and energy homeostasis. Int J Obes (Lond). 2015: 39 (9): 1331–8.
  24. Richard DM, Dawes MA, Mathias CW, Acheson A, Hill-Kaptruczak N, Dougherty DM. Basic metabolic functions, behavioral research and therapeutic indications. Int J Tryptophan Res. 2009; 2: 45–60.
  25. Lewis CP, Port JD, Blacker CJ, Sonmez AI, Seewoo BJ, Leffler JM, et al. Altered anterior cingulate glutamatergic metabolism in depressed adolescents with current suicidal ideation. Transl Psychiatry. 2020; 10: 119.
  26. Yatsunenko T, Rey FE, Manary MJ, Trehan I, Dominguez-Bello MG, Contreras M, et al. Human gut microbiome viewed across age and geography. Nature. 2012; 486 (7402): 222–7.
  27. Oleskin AV, Shenderov BA. Probiotics and psychobiotics: the role of microbial neurochemicals. Probiotics Antimicrob Proteins. 2019; 11 (4): 1071–85.
  28. Derrien M, Belzer C, de Vos WM. Akkermansia muciniphila and its role in regulating host functions. Microb Pathog. 2016; 106: 171–81.
  29. Bonham KS, Bruchhage MMK, Rowland S, Volpe AR, Dyer K, RESONANCE Consortium, et al. Gut microbes and their genes are associated with brain development and cognitive function in healthy children. 2020. Avialable from: https://www.biorxiv.org/co ntent/10.1101/2020.02.13.944181v3.
  30. Yunes RA, Poluektova EU, Vasileva EV, Odorskaya MV, Marsova MV, Kovalev GL, et al. A Multi-strain potential probiotic formulation of GABA-producing Lactobacillus plantarum 90sk and Bifidobacterium adolescentis 150 with antidepressant effects. Probiotics Antimicrob Proteins. 2020; 12 (3): 973–9.