Tárgyak
Összegzés
Beszámoltak arról, hogy az inulin, egy megújuló természetes poliszacharid-erőforrás, amelyet különféle növények termelnek a természetben, jelentős számú különféle gyógyszerészeti és élelmiszeripari alkalmazással rendelkezik. A közelmúltban gyors előrelépés történt a globális mRNS, fehérjék, metabolitok és a bél mikrobiota elemzésére szolgáló nagy áteresztőképességű technológiák és platformok terén. Ebben az áttekintésben leírjuk az omikus technológiák alkalmazásának jelenlegi állapotát az inulin és az inulintartalmú prebiotikumok transzkriptóm, proteom, metabolom és bél mikrobiom szintjére gyakorolt hatásának tisztázása érdekében. Bár ebben a felülvizsgálatban számos tanulmány foglalkozott átfogóan az inulin hatásával, ezek az omikus technológiák csak lehetővé teszik számunkra az fiziológiai információk megértését az mRNS, a fehérje, a metabolit és a bélmikroba minden egyes szakaszában. Úgy gondoljuk, hogy a szinergikus megközelítés létfontosságú az étrendi tényezők, például az inulin, a fogadó egészségére gyakorolt viszonylag szerény hatásának bonyolult szépségének teljes bemutatásához.
Bevezetés: Mi az inulin?
Az a-D-glükopiranozil- [α-D-fruktofuranozil] (n-1) -D-fruktofuranozid vagy β-glükopiranozil- [D-fruktofuranozil] (n-1) -D-fruktofuranozid, közismertebb nevén inulin is. megújuló természetes poliszacharid-erőforrás, amelyet különböző növények termelnek a természetben, jelentős számú különféle gyógyszerészeti és élelmiszeripari alkalmazással. Az Asteraceae növényi izzók tápanyagok tárolására szolgáló közegként használják. 1 Kiváló táplálkozási tulajdonságainak köszönhetően az utóbbi években megnőtt az élelmiszeripari termékek felhasználása. Néha cukor, zsír és liszt helyett használják. Az inulint a csicsóka, a cikória (Cichorium intybus), a pitypang és a dália tartalmazza. 2 Az inulint néha zsír vagy cukor helyettesítésére használják az élelmiszeriparban; A 3., 4., 5., 6., 7. ábrákon túl fontos gyógyszerészeti alkalmazással is rendelkezik, segédanyagként vagy stabilizátorként és injekcióként a vesefunkció klinikai mérésére. 6, 8 Ezenfelül az inulin érdekes biológiai hatásokkal bír, mivel a komplement útvonal erőteljes aktivátora, ha részecskék formájában van, rákellenes 9, 10 és immunmoduláló tulajdonságokkal rendelkezik, 11, 12, 13, 14 (1. ábra) ).
Inulin vagy prebiotikus rost, amely funkcionális táplálékként inulint tartalmaz. Az inulin természetes megújuló poliszacharid-erőforrás, amelyet a természet különböző növényei termelnek. Asteraceae növényi izzók: A csicsóka és a cikória (Cichorium intybus) tápanyagok tárolására szolgáló táptalajként használják. Az inulint a pitypang és a dália is tartalmazza. Az inulin az alábbiak szerint felel meg a funkcionális élelmiszerek követelményeinek: a hagyományos mindennapi élelmiszerek része, amelyet a szokásos/normál étrend mellett természetes összetevőként kell fogyasztani (szemben a szintetikusakkal), néha magas vagy jelen lévő koncentrációban olyan ételekben, amelyek általában nem ellátja őket, és pozitív hatással vannak a célfunkciókra, amelyek javíthatják az egészséget és a jólétet, valamint csökkenthetik a betegségek kockázatát.
Teljes méretű kép
Az inulin mint prebiotikus és funkcionális táplálék.
Nutrigenomika az élelmiszer- és táplálkozási kutatásokban.
Az elmúlt években gyors előrelépés történt a globális mRNS, fehérjék, metabolitok és a bél mikrobiota elemzésére szolgáló nagy áteresztőképességű technológiák és platformok terén. Ennek következtében a jelenlegi élelmiszer- és táplálkozástudományi kutatók a Nutrigenomics, más néven nutromomika gyors terjeszkedésének voltak tanúi, amelyek magukban foglalják a transcriptomicsot, a proteomikát, a metabolomikát és a metagenomikát. 23 A nutrigenomika olyan tudományág, amelyben a genomra és más biológiai molekulákra vonatkozó összes rendelkezésre álló információt hatékonyan felhasználják az étrend és az emberi test közötti kölcsönhatások minden részletének feltárására. 24., 25. Ebben az áttekintésben az ominikus megközelítések jelenlegi állapotát írjuk le az inulin-kiegészítés molekuláris mechanizmusainak tisztázása érdekében in vivo (2. ábra és 1. táblázat).
Omiás technológiák alkalmazása az inulin és az inulint tartalmazó prebiotikus szálak funkcionális értékelésében. Az inulin étrendi beavatkozás szabályozhatja a legfontosabb fiziológiai funkciókat, például a lipid anyagcserét és a bél mikrobiota összetételét, és csökkentheti a rák kockázatát. Az omulin technológiákat, például transzkripptikát, proteomikát, metabolomikát, a bél mikrobiota metagenomikáját és a bél mikrobák genomikáját alkalmazták az inulinpótlás funkcionalitásának tisztázására.
Teljes méretű kép
Teljes méretű asztal
Az inulinpótlás transzkriptikus értékelése.
A transzkripptika a legelterjedtebben alkalmazott omikus technológia, a többi élelmiszer-kutatással összehasonlítva, a DNS mikroarray technológia számos előnye miatt, ideértve a génexpressziós adatok átfogó jellegét, a bevett protokollokat, valamint az adatok nagy megbízhatóságát és reprodukálhatóságát. 26, 27, 28, 29 A transzkriptomikában egy további közelgő népszerű megközelítés az RNS szekvenálás, más néven teljes transzkriptóm szekvenálás. 30 A mikro-sugarakhoz képest az elegendő lefedettségű RNS-szekvenálás az expressziós értékek szélesebb tartományát rögzíti. Digitális mérésként (számlálási adatok) a szélső értékeken is lineárisan skálázódik, míg a mikrorangok csak az analóg típusú fluoreszcens jelek telítettségét mutatják. 31 Az RNS szekvenálás információt szolgáltat az RNS splicing eseményekről is, amelyeket a standard mikrorudakkal nem lehet könnyen kimutatni. 32
Az inulin-kiegészítés proteomikus értékelése.
A cikória gyökérfehérjéinek kétdimenziós elektroforetikus elemzését az első fagyasztási periódus előtt elvégeztük. A fehérjék tripszinnel történő emésztése után a peptideket MS (mátrix-segített lézeres deszorpció/ionizációs-repülési idő/repülési idő) segítségével elemeztük. A 881 elemzett fehérjefolt közül 714 fehérje felelt meg egy hozzáférési adatbázisnak, amelyből 619-et a következő funkcionális kategóriákba soroltak: anyagcsere, energia, fehérjeszintézis, sejtszerkezet, hajtogatás és stabilitás, proteolízis és a stresszre adott válasz. Az abiotikus stresszre adott válasz jelentőségét megerősítették, mivel a megfigyelt 21 legintenzívebb fehérjefoltból 7 ismert, hogy részt vesz a hideg akklimatizációban, ami arra utal, hogy a gyökérből a betakarítást megelőző alacsony hőmérsékleti periódus fő hatása volt. 43
Az inulin kiegészítés metabolikus értékelése.
Duan és mtsai. A nukleáris mágneses rezonancia spektroszkópiával átfogóan elemezték a HFD és az inulin bevitelének hatását a szívizom és a here metabolitjaira. A több egyváltozós adatelemzés nagy áteresztőképességű módszer, amelyet a beavatkozás által jelentősen befolyásolt metabolitok információinak hatékony megjelenítésére és kinyerésére használnak. Több egyváltozós adatelemzés segítségével a HFD anyagcsere-változásokat váltott ki a patkány herékben és a szívizomban, amelyek részt vesznek a zsírsavak β-oxidációjában, valamint a kolin, aminosavak, purinok és pirimidinek metabolizmusával, még mielőtt a HFD elterjedt volna. jelentős Növeli a testsúlyt. Az inulinbevitel gyengítette a HFD által kiváltott metabolikus változások egy részét mind a szívizomban (3-HB, laktát és guanozin), mind a herék szöveteiben (3-HB, inozin és betain). Ezek a megfigyelések arra engednek következtetni, hogy az inulin részt vett a HFD által kiváltott metabolikus változásokban, és illusztrálták, hogy az egyváltozós adatok többszörös elemzése alternatív hatalmi módszer a metabolomikus elemzésben.
Preter és mtsai. 49 kimutatta, hogy az inulinpótlás in vitro modulálja a széklet metabolit profilját. Egészséges alanyoktól kapott székletmintákat anaerob módon inkubáltuk 37 ° C-on, növekvő inulindózisokkal vagy anélkül, és értékelték a metabolit mintázatának és a pH változását. Kémiai osztályaik szerint összesen 107 különböző illékony szerves vegyületet azonosítottak és osztályoztak. Az észterek, savak és néhány aldehid koncentrációja az inulin dózisának növekedésével jelentősen megnőtt. Ezzel szemben az inulin dózisfüggően gátolta az S-vegyületek képződését. Ezenkívül egyéb fermentációs fehérje metabolitok, például fenolos vegyületek képződését gátolták inulin jelenlétében.
Az inulin-kiegészítés bélmikrobiómájának értékelése metagenomikus megközelítéssel
Egy új tanulmányban, amelyet Everard és mtsai. Az oligofruktózzal kezelt egerek elhízásakor a gazda válaszában szerepet játszó célok vizsgálatához a 10 hetes C57BL/6J egereket CT-vel, CT-vel oligofruktózzal (egérenként 0,3 g) táplálták. csapvízbe (TC) -Pre), HFD-t (60% zsír és 20% szénhidrát (kcal/100 g) vagy oligofruktózzal kiegészített HFD-t (napi 0,3 g/egér naponta) csapvízbe (HFD) adva -Pre) 8 héten keresztül. A metagenomikus szekvenálás azt mutatta, hogy a HFD és a prebiotikus kezelés jelentősen megváltoztatta a bél mikrobiómáját különböző taxonómiai szinteken. A HFD, Pre csoportok, HFD-Pre és CT különböző profilokat figyeltek meg a csoportok megjelenése alapján végzett funkcionális elemzések alapján Végül a bél mikrobiotájában a prebiotikus beavatkozás által kiváltott modulációk ellensúlyozták a gyulladást. HFD és a kapcsolódó anyagcserezavarok által kiváltott n .
Az inulinpótlás bélmikrobákra gyakorolt hatásának genomiális értékelése
Ebben az áttekintésben több olyan tanulmányt emeltünk ki, amelyek az inulinpótlás hatását vizsgálták különféle omikus technológiák, például transzkripto-mika, proteomika, metabolomika és metagenomika alkalmazásával. A genomi technológiák, például a kvantitatív polimeráz láncreakció, 58 fluoreszcens in situ hibridizáció 59 és az in situ hibridizáció 16S rRNS célzó szondákkal, 60 szintén azok a népszerű omikus technológiák, amelyeket az inulinintervenció értelmezésében alkalmaztak. Egy másik genomi megközelítés magában foglalja a 16S rRNS gén klón könyvtár könyvtár szekvenálás alkalmazását egy kapilláris szekvenátor segítségével. 61