A holistic study of the effect of the murine microbiome on metabolism and systemic inflammation using integrated molecular imaging technologies
使用集成分子成像技术全面研究小鼠微生物组对代谢和全身炎症的影响
基本信息
- 批准号:2291979
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- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Studentship
- 财政年份:2019
- 资助国家:英国
- 起止时间:2019 至 无数据
- 项目状态:已结题
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- 关键词:
项目摘要
Studentship strategic priority area: Basic Bioscience Underpinning HeathKeywords: Molecular Imaging Microbiome Inflammation Abstract: The gut microbiome is essential to host health, nutritional and pharmaceutical metabolism and absorption. Numerous studies have highlighted the positive role of the microbiome but it is clear that the interaction between gut microbes and the immune system can contribute to modulation of metabolism and induction and exacerbation of inflammatory pathologies. Perturbation in gut microbiome composition, triggered by insults such as gastroenteritis or antibiotic treatment, can result in an immune response that may be targeted at specific microbial antigens but which also attacks host gut tissues. The mechanisms behind systemic inflammation in many diseases remain to be discovered but the central role of the intestine and the significant remission in symptoms post-manipulation of the intestinal microbiota point towards a significant gut microbiota input into disease. Understanding this relationship may allow intervention across a range of animal diseases, where similar to human disease, the gut microbiome exerts effects far beyond the intestine. We have recently applied mass spectrometry imaging (MSI) approaches to investigate links between the gut microbiome and host physiology, identifying microbial products that are produced in the gut and that interact with host tissues systemically. These approaches have the potential to reveal the molecular basis of the communication between the gut microbiota and the host immune system. Indeed our recent work employing this approach is the first to describe direct molecular inter-kingdom communication between prokaryotes and the mammalian brain leading to inhibition of brain cell function. This approach has enabled us to do something others cannot, ascribe a mechanistic function to newly identified products from the gut microbiome. In a parallel collaboration, again using MSI, we have also demonstrated that we can detect the absorption profile of a range of therapeutics, simultaneously, across the villi axis. With our imaging mass cytometry (IMC) capability, (murine specific panel allowing >40-plex immunohistochemistry) we can for the first-time link metabolism with cell phenotyping, pathway analysis & function. This will allow us to study the interplay between microbiome and inflammation and the effect on healthy metabolism physiology. Combined, these three research streams have now put us in a unique position to study, in unparalleled resolution, the effect of the microbiome on metabolism and systemic inflammation.
学生战略优先领域:支撑健康的基础生物科学关键词:分子成像微生物组炎症摘要:肠道微生物组对于宿主健康、营养和药物代谢和吸收至关重要。大量研究强调了微生物组的积极作用,但很明显,肠道微生物与免疫系统之间的相互作用可能有助于调节代谢以及诱导和加剧炎症病理。由胃肠炎或抗生素治疗等损伤引发的肠道微生物组组成的扰动可能会导致免疫反应,该反应可能针对特定微生物抗原,但也会攻击宿主肠道组织。许多疾病中全身炎症背后的机制仍有待发现,但肠道的核心作用以及肠道微生物群处理后症状的显着缓解表明肠道微生物群对疾病有重要影响。了解这种关系可能有助于对一系列动物疾病进行干预,与人类疾病类似,肠道微生物组的影响远远超出了肠道。 我们最近应用质谱成像(MSI)方法来研究肠道微生物组和宿主生理学之间的联系,识别肠道中产生的并与宿主组织系统性相互作用的微生物产物。这些方法有可能揭示肠道微生物群与宿主免疫系统之间沟通的分子基础。事实上,我们最近采用这种方法的工作是第一个描述原核生物和哺乳动物大脑之间直接分子界间通讯导致脑细胞功能抑制的工作。这种方法使我们能够做到其他人无法做到的事情,将机械功能归因于肠道微生物组中新发现的产物。在平行合作中,我们再次使用 MSI,还证明我们可以同时检测一系列治疗药物在绒毛轴上的吸收情况。凭借我们的成像质量流式细胞术 (IMC) 功能(小鼠特异性面板允许 >40 重免疫组织化学),我们可以首次将代谢与细胞表型、通路分析和功能联系起来。这将使我们能够研究微生物组与炎症之间的相互作用以及对健康代谢生理学的影响。这三个研究方向相结合,现在使我们处于一个独特的位置,能够以无与伦比的分辨率研究微生物组对代谢和全身炎症的影响。
项目成果
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