Geri Dön

Interaction of intestinal microbiota and intestinal epithelial health in high carbohydrate diet

Yüksek karbonhidratlı diyette bağırsak mikrobiyotası ve bağırsak epitel sağlığının etkileşimi

PDF İndir

  1. Tez No: 688630
  2. Yazar: MEHMET SEFA ULUTAŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. GÜZİN CANDAN GÜLTEKİN, DR. ÖĞR. ÜYESİ AYSUN CEBECİ AYDIN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Beslenme ve Diyetetik, Mikrobiyoloji, Moleküler Tıp, Nutrition and Dietetics, Microbiology, Molecular Medicine
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 139

Özet

İnflamatuvar bağırsak hastalıkları (İBH) sindirim sistemi yolağında uzun sureli inflamasyonlara neden olan kronik inflamatuvar bağırsak bozukluklarıdır. Gelişmiş ülkelerde yüksek yağ ve protein tüketiminin inflamasyonun ana nedeni olduğu gösterilmiştir. Bununla birlikte, Türkiye'de bu kadar yüksek seviyede protein veya yağ tüketimi olmamasına rağmen, inflamatuvar hastalıkların görülme sıklığı artmaktadır. Bu fark ülkemizdeki yüksek karbonhidrat tüketiminden kaynaklanıyor olabilir. Çalışmanın ilk kısmında, Türkiye'de ana besin kaynağı olan karbonhidrat ile beslenen farelerde bağırsak mikrobiyotası ve bağırsak hücreleri arasındaki etkileşim araştırıldı. Mikrobiyota kompozisyonu ve değişimleri analiz edebilmek için farklı diyetler ile beslenen farelerden alınan dışkı örnekleri denaturant gradient jel elektroforezi (DGGE) metodu ile incelendi. Farklı beslenme tiplerinin inflamatuvar belirteçler üzerindeki etkisini araştırmak amacıyla; farelerin ince bağırsak ve kolon dokularındaki sitokin ekspresyon seviyeleri qRT-PCR yöntemi ile belirlendi. Ayrıca, bağırsak epitel hücreleri arasında bariyer işlevi gören tight junction (TJ) proteinlerinin nasıl değiştiğini araştırmak için TJ mRNA ve protein seviyeleri sırasıyla qRT-PCR ve western blot yöntemleri kullanılarak belirlendi. Çalışmanın ikinci bölümünde, bağırsak kök hücresinde Hmgcs2 ekspresyonunu artıran iki farklı diyet müdahalesi olan, ketojenik diyetle beslenen veya 24 saat aç bırakılan farelerin mikrobiyota bileşimi yeni nesil dizileme yöntemi ile analiz edildi. Ayrıca mikrobiyal türetilmiş kısa zincirli yağ asidi (SCFA) olan, bütiratın bağırsak epitel kök hücre fonksiyonu ve metabolizması üzerindeki etkisini görmek için in vivo ve in vitro çalışmalar yapıldı. Ayrıca mikrobiyotanın proksımal ve dıstal kolonda bağırsak kök hücresi ve Hmgcs2 expresyonu üzerine olan etkisini araştırmak için farelerde abtibiyotik muamelesi yapılarak incelendi. Fareler farklı diyetlerle 4 ay beslendikten sonra, yapılan mikrobiyota analizi çalışmaları, yüksek karbonhidratlı diyet grubundan (HC), düşük yağlı diyet grubundan (LF) ve batı tarzı diyet grubundan (WD) alınan dışkı örneklerinin DGGE profillerinde, standart diyet grubuna (S) kıyasla bakteri çeşitliliğinde önemli azalma olduğu gösterilmiştir. İmmünoblot ve qRT-PCR yöntemleri ile ince bağırsak ve kolon dokularında sitokinler ve sıkı bağlantı (tıght junctıons) proteinlerinin analizi, yüksek karbonhidratlı diyet (HC) ve düşük yağlı diyette (LF) standart diyete (S) veya düşük karbonhidrat diyetine (LC) göre bağırsak dokusunda artan bir inflamasyon olduğu gösterilmiştir. Sonuçlarımızda ayrıca bakteri zenginliği ile bağırsak inflamasyonu arasında negatif bir bağlantı gözlemlendi. Diyetle beslenme sonrası HC ve LF fare gruplarında diğer gruplara göre bakteri çeşitliliği daha az olurken, bağırsak inflamasyonunun arttığı gözlendi. 24 saat aç tutulan farelerin ince bağırsak ve kolondan alınan örnekleri ile yapılan yeni nesil dizilemesi, kolon ve ince bağırsak içeriğinin mikrobiyotasında önemli değişiklikler olduğunu gösterdi. Mikrobiyal kaynaklı bütirat, optimum 0.5 mM konsantrasyonda proksimal ve distal kolonun organoid oluşum kapasitesini ve Hmgcs2, Cpt1a ve PPAR-γ ekspresyonunu arttırdığı gözlemlendi. Antibiyotikle tedavi edilen farelerde ise, kolon dokusunda bağırsak kök hücre proriferasyonunun ve Hmgcs2 ekspresyonu azaldığı gözlemlendi.

Özet (Çeviri)

The inflammatory bowel diseases (IBDs) are chronic inflammatory disorders that cause prolonged inflammation in the gastrointestinal tract. In western countries high fat and protein consumption is shown as the main cause of ulcerative colitis while the incidence of IBDs increase although there is no such high fat and protein consumption in Turkey. We hypothesize that this may be due to high carbohydrate consumption. In the first part of the study, the interaction between intestinal microbiota and intestinal epithelial cells were investigated in mice fed a high carbohydrate diet to mimic high carbohydrate consumption in Turkey. To analyze the changes in the microbiota composition and population dynamics, the stool samples of mice fed different diets were studied by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) method. To investigate the effect of different diets on inflammatory markers; pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokine expression levels were measured by qRT-PCR in small intestine and colon tissues of mice. Moreover, in order to investigate how tight junction (TJ) proteins which have a barrier function between epithelial cells, changed with different diets, TJ mRNA and protein levels were measured by qRT-PCR and western blotting method respectively. In the second part of the study, microbiota composition of mice fed with either ketogenic diet or fasted for 24-hour, two different dietary interventions that are known to increase Hmgcs2 expression in intestinal stem cells were analyzed by next generation sequencing (NGS). Also, to see the effect of microbial derived short chain fatty acid (SCFA), butyrate, on intestinal epithelial stem cells function and metabolism was investigated with in vivo and in vitro experiment. In addition, in order to investigate the effect of microbiota on intestinal stem cells and Hmgcs2 expression in the proximal and distal colon, mice were treated with antibiotics. After the end of the feeding, DGGE profiles of stool samples from high carbohydrate diet group (HC), low fat diet group (LF) and western diet group (WD) showed significant reduction of bacterial diversity compared with standard chow diet group (S). Immunoblotting and qRT-PCR results of cytokines and tight junction showed that the inflammation in high carbohydrate diet (HC) and low fat diet (LF) than standard chow diet (S) or low carbohydrate diet (LC). There is also a negative correlation between bacterial richness and colonic inflammation in our results. While bacterial diversity was less in HC and LF mice groups than in other groups after diet feeding, it was observed that colonic inflammation increased. Next generation sequencing of 24 hours fasting mice showed a significant change in microbiota of colon and small intestine lumen. Microbial derived SCFA, boosted the organoid formation capacity of proximal and distal colon at an optimum 0.5 mM concentration, increased the expression of Hmgcs2, Cpt1a and PPAR-γ. While in antibiotic treated mice, intestinal stem cells proriferation decreased and Hmgcs2 expression decreased.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    731795

    Bakladan ultrases destekli alkali ekstraksiyon ile protein eldesi: Teknofonksiyonel, ın vıtro biyoerişebilirlik ve ade inhibisyon özelliklerinin incelenmesi

    Protein extraction by ultrasound assisted alkaline extraction from faba beans: Investigation of technofunctional, in vitro bioavailability and ace inhibition properties

    ZEHRA MERTDİNÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK

  2. Tez No

    640787

    Hesaplamalı sistem biyolojisi yaklaşımı kullanılarak inflamatuvar bağırsak hastalıkları ve kolorektal kanser hastalıklarının ilişkilerinin incelenmesi

    Başlık çevirisi yok

    MERYEM KEVSER ZELKA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    BiyomühendislikÜsküdar Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ TUBA SEVİMOĞLU

  3. Tez No

    812048

    Ülseratif kolit hastalığında fusobacterium nucleatum miktarının tümör nekroz faktör (TNF) alfa tedavisi üzerindeki etkilerinin araştırılması

    Investigating the effects of fusobacterium nucleatum levels on tumor necrosis factor (TNF) alpha therapy in ulcerative colitis disease

    BİLGE ŞENYÜZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Tıbbi BiyolojiEge Üniversitesi

    Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SUNDE YILMAZ SÜSLÜER

  4. Tez No

    337779

    Tip 1 diabetes mellituslu çocuklarla, sağlıklı çocukların barsak flora farkının araştırılması

    İnvestigation of the differences in gut microbiota of the healthy children and children with Type 1 diabetes mellitus

    ERDOĞAN SOYUÇEN

    Tıpta Yan Dal Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Endokrinoloji ve Metabolizma Hastalıklarıİstanbul Üniversitesi

    Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET AYDIN

  5. Tez No

    712592

    Deneysel otizm modelinde triptofan, probiyotik ve prebiyotik alımının davranışsal ve biyokimyasal parametreler ile bağırsak mikrobiyotası üzerine etkileri

    The effects of tryptophan, probiotic and prebiotic intake on behavioral and biochemical parameters, and intestinal microbiota in experimental autism model

    EMRE ADIGÜZEL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Beslenme ve DiyetetikErciyes Üniversitesi

    Beslenme ve Diyetetik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BETÜL ÇİÇEK

Geri Dön