မှိုပိုးသတ်ဆေးနှင့် အဖြစ်များသော အစားအသောက်ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်သည့် ပရိုပီယွန်နစ်အက်ဆစ် (PPA) သည် အူလမ်းကြောင်းဆိုင်ရာ ချို့ယွင်းမှုနှင့်အတူ ကြွက်များတွင် ပုံမှန်မဟုတ်သော အာရုံကြောဖွံ့ဖြိုးမှုကို ဖြစ်စေကြောင်း ပြသထားပြီး၊ ၎င်းသည် အူလမ်းကြောင်းဆိုင်ရာ ရောဂါပိုးမွှားများကြောင့် ဖြစ်နိုင်ကြောင်း တွေ့ရှိရပါသည်။ အစားအသောက် PPA ထိတွေ့မှုနှင့် အူလမ်းကြောင်းဆိုင်ရာ အဏုဇီဝပိုးမွှားများ ရောဂါ ... ဤတွေ့ရှိရသောပြောင်းလဲမှုများသည် စားသုံးရန်ဘေးကင်းသည်ဟု အမျိုးအစားခွဲခြားထားသော တာရှည်ခံပစ္စည်းများသည် အူလမ်းကြောင်းရှိ အဏုဇီဝများ၏ ဖွဲ့စည်းမှုနှင့် လူ့ကျန်းမာရေးကို လွှမ်းမိုးနိုင်ကြောင်း မီးမောင်းထိုးပြနေပါသည်။
လူ့အဏုဇီဝပိုးမွှားများကို “ခန္ဓာကိုယ်၏နောက်ဆုံးအင်္ဂါ” အဖြစ် မကြာခဏရည်ညွှန်းလေ့ရှိပြီး လူ့ကျန်းမာရေးတွင် အရေးပါသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်သည် (Baquero နှင့် Nombela၊ ၂၀၁၂)။ အထူးသဖြင့် အူလမ်းကြောင်းအဏုဇီဝပိုးမွှားများသည် ၎င်း၏စနစ်တစ်ခုလုံးအပေါ် သက်ရောက်မှုနှင့် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော လုပ်ဆောင်ချက်များစွာတွင် အခန်းကဏ္ဍအတွက် အသိအမှတ်ပြုခံရသည်။ ဘုံဘက်တီးရီးယားများသည် အူလမ်းကြောင်းတွင် ပေါများပြီး ဂေဟဗေဒဆိုင်ရာ နေရာများစွာကို နေရာယူထားပြီး အာဟာရဓာတ်များကို အသုံးပြုကာ ဖြစ်နိုင်ချေရှိသော ရောဂါပိုးများနှင့် ယှဉ်ပြိုင်ကြသည် (Jandhyala et al., ၂၀၁၅)။ အူလမ်းကြောင်းအဏုဇီဝပိုးမွှားများ၏ မတူညီသော ဘက်တီးရီးယားအစိတ်အပိုင်းများသည် ဗီတာမင်များကဲ့သို့သော မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော အာဟာရဓာတ်များကို ထုတ်လုပ်နိုင်ပြီး အစာခြေခြင်းကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်သည် (Rowland et al., ၂၀၁၈)။ ဘက်တီးရီးယားဇီဝဖြစ်စဉ်များသည် တစ်ရှူးဖွံ့ဖြိုးမှုကို လွှမ်းမိုးပြီး ဇီဝဖြစ်စဉ်နှင့် ကိုယ်ခံအားလမ်းကြောင်းများကို မြှင့်တင်ပေးကြောင်းလည်း ပြသထားသည် (Heijtz et al., ၂၀၁၁; Yu et al., ၂၀၂၂)။ လူ့အူလမ်းကြောင်းအဏုဇီဝပိုးမွှား၏ ဖွဲ့စည်းမှုသည် အလွန်ကွဲပြားပြီး အစားအသောက်၊ ကျား၊မ၊ ဆေးဝါးများနှင့် ကျန်းမာရေးအခြေအနေကဲ့သို့သော မျိုးရိုးဗီဇနှင့် ပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာအချက်များပေါ်တွင် မူတည်သည် (Kumbhare et al., ၂၀၁၉)။
မိခင်အစားအစာသည် သန္ဓေသားနှင့် မွေးကင်းစကလေးငယ် ဖွံ့ဖြိုးမှုအတွက် အရေးကြီးသော အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး ဖွံ့ဖြိုးမှုကို လွှမ်းမိုးနိုင်သော ဒြပ်ပေါင်းများ၏ အရင်းအမြစ်တစ်ခုဖြစ်သည်ဟု ယူဆရသည် (Bazer et al., 2004; Innis, 2014)။ စိတ်ဝင်စားဖွယ်ကောင်းသော ဒြပ်ပေါင်းတစ်ခုမှာ ဘက်တီးရီးယား အချဉ်ဖောက်ခြင်းနှင့် အစားအစာဖြည့်စွက်ပစ္စည်းမှ ရရှိသော short-chain fatty acid ဘေးထွက်ပစ္စည်းဖြစ်သည့် propionic acid (PPA) ဖြစ်သည် (den Besten et al., 2013)။ PPA တွင် ဘက်တီးရီးယားပိုးနှင့် မှိုပိုးများကို တိုက်ဖျက်နိုင်သော ဂုဏ်သတ္တိများရှိပြီး ထို့ကြောင့် အစားအစာ တာရှည်ခံပစ္စည်းအဖြစ်နှင့် စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး အသုံးချမှုများတွင် မှိုနှင့် ဘက်တီးရီးယားကြီးထွားမှုကို ဟန့်တားရန်အတွက် အသုံးပြုသည် (Wemmenhove et al., 2016)။ PPA သည် တစ်ရှူးအမျိုးမျိုးတွင် မတူညီသော အကျိုးသက်ရောက်မှုများရှိသည်။ အသည်းတွင် PPA သည် macrophages များတွင် cytokine expression ကို ထိခိုက်စေခြင်းဖြင့် ရောင်ရမ်းမှုကို ဆန့်ကျင်သော အကျိုးသက်ရောက်မှုများရှိသည် (Kawasoe et al., 2022)။ ဤထိန်းညှိပေးသော အကျိုးသက်ရောက်မှုကို အခြားကိုယ်ခံအားဆဲလ်များတွင်လည်း တွေ့ရှိရပြီး ရောင်ရမ်းမှုကို လျော့ကျစေသည် (Haase et al., 2021)။ သို့သော် ဦးနှောက်တွင် ဆန့်ကျင်ဘက်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို တွေ့ရှိရသည်။ ယခင်လေ့လာမှုများအရ PPA ထိတွေ့မှုသည် ကြွက်များတွင် အော်တစ်ဇင်ကဲ့သို့သော အပြုအမူကို ဖြစ်ပေါ်စေကြောင်း ပြသထားသည် (El-Ansary et al., 2012)။ အခြားလေ့လာမှုများအရ PPA သည် gliosis ကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး ဦးနှောက်ရှိ ရောင်ရမ်းမှုလမ်းကြောင်းများကို အသက်ဝင်စေနိုင်ကြောင်း ပြသထားသည် (Abdelli et al., 2019)။ PPA သည် အားနည်းသောအက်ဆစ်တစ်ခုဖြစ်သောကြောင့် အူလမ်းကြောင်းအပေါ်ယံလွှာမှတစ်ဆင့် သွေးကြောထဲသို့ ပျံ့နှံ့သွားပြီး သွေး-ဦးနှောက်အတားအဆီးအပြင် အချင်းအပါအဝင် ကန့်သတ်အတားအဆီးများကို ဖြတ်ကျော်နိုင်သည် (Stinson et al., 2019)၊ ဘက်တီးရီးယားများမှထုတ်လုပ်သော ထိန်းညှိဇီဝဖြစ်စဉ်တစ်ခုအဖြစ် PPA ၏ အရေးပါမှုကို မီးမောင်းထိုးပြသည်။ အော်တစ်ဇင်အတွက် အန္တရာယ်အချက်တစ်ခုအနေဖြင့် PPA ၏ အလားအလာရှိသော အခန်းကဏ္ဍကို လက်ရှိတွင် စုံစမ်းစစ်ဆေးနေသော်လည်း အော်တစ်ဇင်ရှိသူများအပေါ် ၎င်း၏အကျိုးသက်ရောက်မှုများသည် အာရုံကြောခွဲခြားမှုကို ဖြစ်ပေါ်စေခြင်းထက် ကျော်လွန်နိုင်သည်။
ဝမ်းလျှောခြင်းနှင့် ဝမ်းချုပ်ခြင်းကဲ့သို့သော အစာအိမ်နှင့်အူလမ်းကြောင်းဆိုင်ရာ ရောဂါလက္ခဏာများသည် အာရုံကြောဖွံ့ဖြိုးမှုဆိုင်ရာရောဂါရှိသော လူနာများတွင် အဖြစ်များပါသည် (Cao et al., 2021)။ ယခင်လေ့လာမှုများအရ အော်တစ်ဇင်ရောဂါ (ASD) ရှိသော လူနာများ၏ အဏုဇီဝပိုးမွှားများသည် ကျန်းမာသူများနှင့် ကွဲပြားပြီး အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများ ပိုးမွှားဝင်ရောက်ခြင်း ရှိနေခြင်းကို ညွှန်ပြသည် (Finegold et al., 2010)။ အလားတူပင်၊ အူလမ်းကြောင်းရောင်ရမ်းခြင်း၊ အဝလွန်ခြင်း၊ အယ်လ်ဇိုင်းမားရောဂါ စသည်တို့ရှိသော လူနာများ၏ အဏုဇီဝပိုးမွှားလက္ခဏာများသည်လည်း ကျန်းမာသူများနှင့် ကွဲပြားပါသည် (Turnbaugh et al., 2009; Vogt et al., 2017; Henke et al., 2019)။ သို့သော်၊ ယနေ့အထိ၊ အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများနှင့် အာရုံကြောဆိုင်ရာရောဂါများ သို့မဟုတ် ရောဂါလက္ခဏာများအကြား ဆက်စပ်မှုမရှိကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့ရသည် (Yap et al., 2021)၊ ဘက်တီးရီးယားမျိုးစိတ်များစွာသည် ဤရောဂါအခြေအနေအချို့တွင် အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်သည်ဟု ယူဆရသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ Akkermansia၊ Bacteroides၊ Clostridium၊ Lactobacillus၊ Desulfovibrio နှင့် အခြားမျိုးစုများသည် အော်တစ်ဇင်ရောဂါရှိသူများ၏ အဏုဇီဝပိုးမွှားများတွင် ပိုမိုများပြားစွာတွေ့ရှိရသည် (Tomova et al., 2015; Golubeva et al., 2017; Cristiano et al., 2018; Zurita et al., 2020)။ မှတ်သားစရာကောင်းသည်မှာ၊ ဤမျိုးစုအချို့၏ အဖွဲ့ဝင်မျိုးစိတ်များသည် PPA ထုတ်လုပ်မှုနှင့် ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇများရှိကြောင်း သိရှိကြသည် (Reichardt et al., 2014; Yun and Lee, 2016; Zhang et al., 2019; Baur and Dürre, 2023)။ PPA ၏ အဏုဇီဝပိုးမွှားတိုက်ဖျက်နိုင်သော ဂုဏ်သတ္တိများကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားပါက၊ ၎င်း၏ ပေါများမှုကို တိုးမြှင့်ခြင်းသည် PPA ထုတ်လုပ်သော ဘက်တီးရီးယားများ ကြီးထွားမှုအတွက် အကျိုးရှိနိုင်သည် (Jacobson et al., 2018)။ ထို့ကြောင့်၊ PFA ကြွယ်ဝသောပတ်ဝန်းကျင်သည် အစာအိမ်နှင့်အူလမ်းကြောင်းဆိုင်ရာ ရောဂါပိုးများအပါအဝင် အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများတွင် ပြောင်းလဲမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်ပြီး ၎င်းသည် အစာအိမ်နှင့်အူလမ်းကြောင်းဆိုင်ရာ ရောဂါလက္ခဏာများကို ဖြစ်စေနိုင်သော အလားအလာရှိသော အချက်များ ဖြစ်နိုင်သည်။
အဏုဇီဝပိုးမွှားများဆိုင်ရာ သုတေသနတွင် အဓိကမေးခွန်းတစ်ခုမှာ အဏုဇီဝပိုးမွှားများ ပါဝင်မှု ကွဲပြားမှုများသည် အခြေခံရောဂါများ၏ အကြောင်းရင်း သို့မဟုတ် ရောဂါလက္ခဏာတစ်ခု ဟုတ်မဟုတ်ဖြစ်သည်။ အစားအစာ၊ အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများနှင့် အာရုံကြောဆိုင်ရာရောဂါများအကြား ရှုပ်ထွေးသော ဆက်နွယ်မှုကို ရှင်းလင်းရန် ပထမခြေလှမ်းမှာ အစားအစာသည် အဏုဇီဝပိုးမွှားများ ပါဝင်မှုအပေါ် အကျိုးသက်ရောက်မှုများကို အကဲဖြတ်ရန်ဖြစ်သည်။ ဤရည်ရွယ်ချက်အတွက်၊ PPA ကြွယ်ဝသော သို့မဟုတ် PPA လျော့နည်းသော အစားအစာကို ကျွေးမွေးထားသော ကြွက်များ၏ သားစဉ်မြေးဆက်များ၏ အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများကို နှိုင်းယှဉ်ရန် ကျွန်ုပ်တို့သည် ရှည်လျားသော metagenomic sequencing ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ သားစဉ်မြေးဆက်များကို ၎င်းတို့၏ မိခင်များနှင့် တူညီသော အစားအစာကို ကျွေးမွေးခဲ့သည်။ PPA ကြွယ်ဝသော အစားအစာသည် အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများ ပါဝင်မှုနှင့် အဏုဇီဝလုပ်ဆောင်ချက်လမ်းကြောင်းများ၊ အထူးသဖြင့် PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုနှင့်/သို့မဟုတ် PPA ထုတ်လုပ်မှုနှင့် ဆက်စပ်သော လမ်းကြောင်းများတွင် ပြောင်းလဲမှုများ ဖြစ်ပေါ်စေလိမ့်မည်ဟု ကျွန်ုပ်တို့ ယူဆခဲ့ကြသည်။
ဤလေ့လာမှုတွင် ဗဟိုဖလော်ရီဒါတက္ကသိုလ် Institutional Animal Care and Use Committee (UCF-IACUC) (တိရစ္ဆာန်အသုံးပြုမှုခွင့်ပြုချက်နံပါတ်- PROTO202000002) ၏ လမ်းညွှန်ချက်များအတိုင်း glia-specific GFAP promoter ၏ ထိန်းချုပ်မှုအောက်တွင် အစိမ်းရောင် fluorescent ပရိုတိန်း (GFP) ကို အလွန်အကျွံဖော်ပြသည့် FVB/N-Tg(GFAP-GFP)14Mes/J transgenic ကြွက်များ (Jackson Laboratories) ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ နို့ဖြတ်ပြီးနောက်၊ ကြွက်များကို လှောင်အိမ်တစ်ခုလျှင် အထီးတစ်ကောင်စီရှိသော ကြွက် ၁ ကောင်မှ ၅ ကောင်အထိ သီးခြားထားရှိသည်။ ကြွက်များကို သန့်စင်ထားသော ထိန်းချုပ်အစားအစာ (ပြုပြင်ထားသော open-label standard အစားအစာ၊ 16 kcal% အဆီ) သို့မဟုတ် ဆိုဒီယမ်ပရိုပီယိုနိတ်ဖြင့် ဖြည့်စွက်ထားသော အစားအစာ (ပြုပြင်ထားသော open-label standard အစားအစာ၊ 16 kcal% အဆီ၊ ဆိုဒီယမ်ပရိုပီယိုနိတ် 5,000 ppm ပါဝင်သော) ဖြင့် အလိုအလျောက် ကျွေးမွေးခဲ့သည်။ အသုံးပြုထားသော ဆိုဒီယမ်ပရိုပီယိုနိတ်ပမာဏသည် အစားအစာအလေးချိန်/ကီလိုဂရမ် စုစုပေါင်း PFA 5,000 mg နှင့် ညီမျှသည်။ ၎င်းသည် အစားအစာကြာရှည်ခံပစ္စည်းအဖြစ် အသုံးပြုရန် အတည်ပြုထားသော PPA ၏ အမြင့်ဆုံးပါဝင်မှုဖြစ်သည်။ ဤလေ့လာမှုအတွက် ပြင်ဆင်ရန်အတွက် မိဘကြွက်များကို မိတ်လိုက်ခြင်းမပြုမီ ၄ ပတ်အလိုတွင် အစားအစာနှစ်မျိုးလုံးကို ကျွေးခဲ့ပြီး မိခင်နို့တိုက်ကျွေးချိန်တစ်လျှောက်လုံး ဆက်လက်ကျွေးမွေးခဲ့သည်။ သားပေါက်ကြွက်များ [ကြွက် ၂၂ ကောင်၊ ထိန်းချုပ်ကြွက် ၉ ကောင် (အထီး ၆ ကောင်၊ အမ ၃ ကောင်) နှင့် PPA ၁၃ ကောင် (အထီး ၄ ကောင်၊ အမ ၉ ကောင်)] ကို နို့ဖြတ်ပြီးနောက် မိခင်နို့တိုက်ကျွေးသည့်အတိုင်း ၅ လကြာ ဆက်လက်ကျွေးမွေးခဲ့သည်။ သားပေါက်ကြွက်များကို အသက် ၅ လတွင် သတ်ခဲ့ပြီး ၎င်းတို့၏ အူလမ်းကြောင်းရှိ မစင်များကို စုဆောင်းကာ -၂၀°C တွင် 1.5 ml မိုက်ခရိုစင်ထရီဖျျု့ပြွန်များတွင် သိမ်းဆည်းပြီးနောက် -၈၀°C ရေခဲသေတ္တာထဲသို့ လွှဲပြောင်းခဲ့သည်။
ပြုပြင်ထားသော လုပ်ထုံးလုပ်နည်းအရ Host DNA ကို ဖယ်ရှားခဲ့သည် (Charalampous et al., 2019)။ အကျဉ်းချုပ်ပြောရလျှင် မစင်ပါဝင်မှုများကို 500 µl InhibitEX (Qiagen, Cat#/ID: 19593) သို့ လွှဲပြောင်းပြီး ရေခဲသေတ္တာထဲတွင် သိမ်းဆည်းခဲ့သည်။ ထုတ်ယူမှုတစ်ကြိမ်လျှင် မစင်အလုံး ၁-၂ လုံးအထိ အများဆုံး စီမံဆောင်ရွက်ပါ။ ထို့နောက် မစင်ပါဝင်မှုများကို ပြွန်အတွင်းရှိ ပလတ်စတစ်ကျည်ဆန်ဖြင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ရောနှောပြီး အရည်ပျော်အောင် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ နမူနာများကို 10,000 RCF တွင် ၅ မိနစ် သို့မဟုတ် နမူနာများ အလုံးဖြစ်သွားသည်အထိ centrifuge လုပ်ပါ၊ ထို့နောက် supernatant ကို စုပ်ယူပြီး 250 µl 1× PBS တွင် အလုံးပြန်ပျော်အောင် ပြုလုပ်ပါ။ eukaryotic ဆဲလ်အမြှေးပါးများကို ပျော့ပျောင်းစေရန်အတွက် သန့်စင်ဆေးအဖြစ် နမူနာထဲသို့ 4.4% saponin solution (TCI၊ ထုတ်ကုန်နံပါတ် S0019) ၂၅၀ µl ထည့်ပါ။ နမူနာများကို ချောမွေ့သည်အထိ ညင်သာစွာ ရောနှောပြီး အခန်းအပူချိန်တွင် ၁၀ မိနစ်ကြာ ထားခဲ့သည်။ ထို့နောက် eukaryotic ဆဲလ်များကို နှောင့်ယှက်ရန်အတွက် nuclease-free ရေ 350 μl ကို နမူနာထဲသို့ထည့်ပြီး 30 စက္ကန့်ကြာ incubation လုပ်ပြီးနောက် 5 M NaCl 12 μl ကို ထည့်ပါ။ ထို့နောက် နမူနာများကို 6000 RCF တွင် 5 မိနစ်ကြာ centrifuge လုပ်ခဲ့သည်။ supernatant ကို စုပ်ယူပြီး 100 μl 1X PBS တွင် pellet ကို ပြန်လည်ရောစပ်ပါ။ host DNA ကို ဖယ်ရှားရန်အတွက် 100 μl HL-SAN buffer (12.8568 g NaCl၊ 4 ml 1M MgCl2၊ 36 ml nuclease-free ရေ) နှင့် 10 μl HL-SAN enzyme (ArticZymes P/N 70910-202) ကို ထည့်ပါ။ နမူနာများကို pipetting ဖြင့် သေချာစွာ ရောနှောပြီး Eppendorf™ ThermoMixer C ပေါ်တွင် 37°C တွင် 800 rpm ဖြင့် 30 မိနစ်ကြာ incubation လုပ်ပါ။ incubation ပြုလုပ်ပြီးနောက် 6000 RCF တွင် 3 မိနစ်ကြာ centrifuge လုပ်ကာ 800 µl နှင့် 1000 µl 1X PBS ဖြင့် နှစ်ကြိမ်ဆေးကြောပါ။ နောက်ဆုံးတွင် pellet ကို 100 µl 1X PBS တွင် ပြန်လည်ရောစပ်ပါ။
New England Biolabs Monarch Genomic DNA Purification Kit (New England Biolabs, Ipswich, MA, Cat# T3010L) ကို အသုံးပြု၍ ဘက်တီးရီးယား DNA စုစုပေါင်းကို ခွဲထုတ်ခဲ့သည်။ ကိရိယာနှင့်အတူ ပါရှိသော စံလည်ပတ်မှုလုပ်ထုံးလုပ်နည်းကို အနည်းငယ်ပြုပြင်ထားသည်။ ခွဲစိတ်မှုမပြုလုပ်မီ nuclease ကင်းစင်သောရေကို 60°C တွင် incubation လုပ်ပြီး ထိန်းသိမ်းထားပါ။ နမူနာတစ်ခုစီသို့ 10 µl Proteinase K နှင့် 3 µl RNase A ထည့်ပါ။ ထို့နောက် Cell Lysis Buffer 100 µl ထည့်ပြီး ညင်သာစွာရောမွှေပါ။ ထို့နောက် နမူနာများကို Eppendorf™ ThermoMixer C တွင် 56°C နှင့် 1400 rpm တွင် အနည်းဆုံး 1 နာရီမှ 3 နာရီအထိ incubation လုပ်ခဲ့သည်။ incubation လုပ်ထားသော နမူနာများကို 12,000 RCF တွင် 3 မိနစ်ကြာ centrifuge လုပ်ခဲ့ပြီး နမူနာတစ်ခုစီမှ supernatant ကို binding solution 400 µL ပါရှိသော သီးခြား 1.5 mL microcentrifuge tube သို့ လွှဲပြောင်းခဲ့သည်။ ထို့နောက် ပြွန်များကို 1 စက္ကန့်ခြားလျှင် 5–10 စက္ကန့်ကြာ pulse vortex လုပ်ခဲ့သည်။ နမူနာတစ်ခုစီ၏ အရည်ပါဝင်မှုတစ်ခုလုံး (ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် ၆၀၀-၇၀၀ µL) ကို flow-through collection tube ထဲတွင်ထည့်ထားသော filter cartridge ထဲသို့ လွှဲပြောင်းပါ။ DNA အစပိုင်း ချိတ်ဆက်နိုင်စေရန်အတွက် ပြွန်များကို 1,000 RCF တွင် ၃ မိနစ်ကြာ centrifuge လုပ်ပြီးနောက် ကျန်ရှိနေသော အရည်ကို ဖယ်ရှားရန် 12,000 RCF တွင် ၁ မိနစ်ကြာ centrifuge လုပ်ခဲ့သည်။ နမူနာကော်လံကို collection tube အသစ်တစ်ခုသို့ လွှဲပြောင်းပြီး နှစ်ကြိမ်ဆေးကြောခဲ့သည်။ ပထမအကြိမ်ဆေးကြောခြင်းအတွက် wash buffer 500 µL ကို ပြွန်တစ်ခုစီတွင် ထည့်ပါ။ ပြွန်ကို ၃-၅ ကြိမ် ပြောင်းပြန်လှန်ပြီးနောက် 12,000 RCF တွင် ၁ မိနစ်ကြာ centrifuge လုပ်ခဲ့သည်။ collection tube မှ အရည်ကို စွန့်ပစ်ပြီး filter cartridge ကို collection tube ထဲသို့ ပြန်ထည့်ပါ။ ဒုတိယအကြိမ်ဆေးကြောခြင်းအတွက် wash buffer 500 µL ကို filter ထဲသို့ ပြောင်းပြန်မလှန်ဘဲ ထည့်ပါ။ နမူနာများကို 12,000 RCF တွင် ၁ မိနစ်ကြာ centrifuge လုပ်ခဲ့သည်။ စစ်ထုတ်ကိရိယာကို 1.5 mL LoBind® ပြွန်ထဲသို့ လွှဲပြောင်းပြီး ကြိုတင်နွှေးထားသော nuclease ကင်းစင်သောရေ 100 µL ထည့်ပါ။ စစ်ထုတ်ကိရိယာများကို အခန်းအပူချိန်တွင် 1 မိနစ်ကြာ ထားပြီးနောက် 12,000 RCF တွင် 1 မိနစ်ကြာ centrifuge လုပ်ခဲ့သည်။ အရည်ပျော်သွားသော DNA ကို -80°C တွင် သိမ်းဆည်းထားသည်။
Qubit™ 4.0 Fluorometer ကို အသုံးပြု၍ DNA ပါဝင်မှုကို တိုင်းတာခဲ့သည်။ ထုတ်လုပ်သူ၏ ညွှန်ကြားချက်များအရ Qubit™ 1X dsDNA High Sensitivity Kit (Cat. No. Q33231) ကို အသုံးပြု၍ DNA ကို ပြင်ဆင်ခဲ့သည်။ Aglient™ 4150 သို့မဟုတ် 4200 TapeStation ကို အသုံးပြု၍ DNA အပိုင်းအစအရှည် ဖြန့်ဖြူးမှုကို တိုင်းတာခဲ့သည်။ DNA ကို Agilent™ Genomic DNA Reagents (Cat. No. 5067-5366) နှင့် Genomic DNA ScreenTape (Cat. No. 5067-5365) ကို အသုံးပြု၍ DNA ကို ပြင်ဆင်ခဲ့သည်။ ထုတ်လုပ်သူ၏ ညွှန်ကြားချက်များအရ Oxford Nanopore Technologies™ (ONT) Rapid PCR Barcoding Kit (SQK-RPB004) ကို အသုံးပြု၍ Library ပြင်ဆင်မှုကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ Min106D flow cell (R 9.4.1) ပါသော ONT GridION™ Mk1 sequencer ကို အသုံးပြု၍ DNA ကို sequencing လုပ်ခဲ့သည်။ Sequencing setting များမှာ- မြင့်မားသော accuracy base calling၊ အနည်းဆုံး q value 9၊ barcode setup နှင့် barcode trim တို့ဖြစ်သည်။ နမူနာများကို ၇၂ နာရီကြာ အစီအစဉ်စီစစ်ပြီးနောက်၊ base call data ကို နောက်ထပ် စီမံဆောင်ရွက်ရန်နှင့် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာရန်အတွက် တင်သွင်းခဲ့သည်။
ဇီဝသတင်းအချက်အလက်ဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းစဉ်ကို ယခင်ကဖော်ပြခဲ့သော နည်းလမ်းများ (Greenman et al., 2024) ကို အသုံးပြု၍ လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။ အစီအစဉ်စီစစ်ခြင်းမှရရှိသော FASTQ ဖိုင်များကို နမူနာတစ်ခုစီအတွက် လမ်းညွှန်များအဖြစ် ပိုင်းခြားထားသည်။ ဇီဝသတင်းအချက်အလက်ဆိုင်ရာ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုမပြုလုပ်မီ၊ အချက်အလက်များကို အောက်ပါ pipeline ကို အသုံးပြု၍ စီမံဆောင်ရွက်ခဲ့သည်- ပထမဦးစွာ၊ နမူနာများ၏ FASTQ ဖိုင်များကို တစ်ခုတည်းသော FASTQ ဖိုင်အဖြစ် ပေါင်းစည်းခဲ့သည်။ ထို့နောက်၊ 1000 bp ထက်တိုသော ဖတ်ရှုမှုများကို Filtlong v. 0.2.1 ကို အသုံးပြု၍ စစ်ထုတ်ခဲ့ပြီး၊ တစ်ခုတည်းသော parameter မှာ –min_length 1000 (Wick, 2024) ဖြစ်သည်။ နောက်ထပ်စစ်ထုတ်ခြင်းမပြုမီ၊ ဖတ်ရှုမှုအရည်အသွေးကို NanoPlot v. 1.41.3 ကို အသုံးပြု၍ အောက်ပါ parameter များဖြင့် ထိန်းချုပ်ခဲ့သည်- –fastq –plots dot –N50 -o(De Coster နှင့် Rademakers၊ ၂၀၂၃)။ အောက်ပါ parameters များပါရှိသော host-contaminated reads များကို ဖယ်ရှားရန် minimap2 v. 2.24-r1122 ကို အသုံးပြု၍ မောက်စ်ရည်ညွှန်း genome GRCm39 (GCF_000001635.27) နှင့် ချိန်ညှိထားသည်- -L -ax map-ont(Lee, ၂၀၁၈)။ ထုတ်လုပ်ထားသော alignment ဖိုင်များကို samtools v. 1.16.1 တွင် samtools view -b (Danecek et al., ၂၀၂၁) ကို အသုံးပြု၍ BAM format သို့ ပြောင်းလဲခဲ့သည်။ ထို့နောက် unaligned read များကို samtools view -b -f 4 ကို အသုံးပြု၍ ခွဲခြားသတ်မှတ်ခဲ့ပြီး ဤ read များသည် host genome နှင့် မသက်ဆိုင်ကြောင်း ညွှန်ပြသည်။ Unaligned read များကို default parameter များဖြင့် samtools bam2fq ကို အသုံးပြု၍ FASTQ format သို့ ပြန်လည်ပြောင်းလဲခဲ့သည်။ NanoPlot ကို ယခင်ကဖော်ပြခဲ့သည့် setting များကို အသုံးပြု၍ နောက်ထပ် filter လုပ်ထားသော read များတွင် ပြန်လည် run ခဲ့သည်။ filter လုပ်ပြီးနောက် metagenomic data များကို metaflye v. 2.8.2-b1689 ကို အသုံးပြု၍ အောက်ပါ parameter များဖြင့် စုစည်းခဲ့သည်- –nano-raw–meta (Kolmogorov et al., 2020). ကျန်ရှိသော parameters များကို ၎င်းတို့၏ default values ​​များတွင် ထားခဲ့ပါ။ assembly ပြီးနောက်၊ filtered reads များကို minimap2 ကို အသုံးပြု၍ assembly သို့ map လုပ်ခဲ့ပြီး၊ -ax map-ont parameter ကို SAM format ဖြင့် alignment file တစ်ခု generate လုပ်ရန် အသုံးပြုခဲ့သည်။ assembly ကို racon v. 1.4.20 ကို အသုံးပြု၍ အောက်ပါ parameters များဖြင့် ဦးစွာ refined လုပ်ခဲ့သည်- -m 8 -x -6 -g -8 -w 500 -u (Vaser et al., 2017)။ racon ပြီးစီးသွားပြီးနောက်၊ medaka_consesus ကို အသုံးပြု၍ medaka v. 1.7.2 ဖြင့် ထပ်မံ refined လုပ်ခဲ့ပြီး၊ -m parameter မှလွဲ၍ parameters အားလုံးကို ၎င်းတို့၏ default values ​​များတွင် ထားခဲ့ခဲ့သည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ data အတွက် အသုံးပြုသော flow cell chemistry နှင့် high-accuracy base calling ကို သတ်မှတ်ရန် -m parameter ကို r941_min_hac_g507 သို့ သတ်မှတ်ထားသည် (nanoporetech/medaka, 2024)။ စစ်ထုတ်ထားသော အချက်အလက် (ယခုအခါတွင် အဏုဇီဝ အချက်အလက်ဟု ရည်ညွှန်းသည်) နှင့် နောက်ဆုံး သန့်စင်ထားသော တပ်ဆင်မှုကို နောက်ဆက်တွဲ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအတွက် အသုံးပြုခဲ့သည်။
အမျိုးအစားခွဲခြားမှုအတွက်၊ read များနှင့် ပေါင်းစပ်ထားသော contig များကို Kraken2 v. 2.1.2 (Wood et al., 2019) ကို အသုံးပြု၍ အမျိုးအစားခွဲခြားခဲ့သည်။ read များနှင့် assembly များအတွက် အစီရင်ခံစာများနှင့် output ဖိုင်များကို အသီးသီးထုတ်လုပ်ပါ။ read များနှင့် assembly များကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာရန် –use-names option ကို အသုံးပြုပါ။ –gzip-compressed နှင့် –paired option များကို read segment များအတွက် သတ်မှတ်ထားသည်။ metagenomes ရှိ taxa များ၏ ဆွေမျိုးပေါများမှုကို Bracken v. 2.8 (Lu et al., 2017) ကို အသုံးပြု၍ ခန့်မှန်းခဲ့သည်။ ကျွန်ုပ်တို့သည် အောက်ပါ parameter များဖြင့် bracken-build ကို အသုံးပြု၍ base 1000 ပါရှိသော kmer database တစ်ခုကို ဦးစွာဖန်တီးခဲ့သည်- -d-k 35 -l 1000 တည်ဆောက်ပြီးသည်နှင့် bracken သည် kraken2 မှထုတ်ပေးသော အစီရင်ခံစာအပေါ် အခြေခံ၍ လုပ်ဆောင်ပြီး အောက်ပါရွေးချယ်မှုများကို အသုံးပြု၍ ဒေတာကို စစ်ထုတ်သည်- -d -I -O-p ၁၀၀၀ -l

၎င်းတို့အနက်၊ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာနေသော ခွဲခြားမှုအဆင့်ပေါ် မူတည်၍ P၊ G သို့မဟုတ် S ကို ရွေးချယ်သည်။ မှားယွင်းသော အပြုသဘောဆောင်သော ခွဲခြားမှုများ၏ သက်ရောက်မှုကို လျှော့ချရန်အတွက်၊ အနည်းဆုံး relative abundance threshold 1e-4 (1/10,000 reads) ကို လက်ခံကျင့်သုံးခဲ့သည်။ စာရင်းအင်း ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှု မတိုင်မီတွင်၊ Bracken (fraction_total_reads) မှ အစီရင်ခံထားသော relative abundances များကို centered log-ratio (CLR) transformation ကို အသုံးပြု၍ ပြောင်းလဲခဲ့သည် (Aitchison, 1982)။ CLR နည်းလမ်းကို data transformation အတွက် ရွေးချယ်ခဲ့ခြင်းမှာ ၎င်းသည် scale-invariant ဖြစ်ပြီး non-sparse datasets များအတွက် လုံလောက်သောကြောင့်ဖြစ်သည် (Gloor et al., 2017)။ CLR transformation သည် natural logarithm ကို အသုံးပြုသည်။ Bracken မှ အစီရင်ခံထားသော count data များကို relative log expression (RLE) ကို အသုံးပြု၍ normalized လုပ်ခဲ့သည် (Anders and Huber, 2010)။ matplotlib v. 3.7.1၊ seaborn v. 3.7.2 နှင့် sequential logarithms များ ပေါင်းစပ်အသုံးပြု၍ ကိန်းဂဏန်းများကို ထုတ်လုပ်ခဲ့သည် (Gloor et al., 2017)။ ၀.၁၂.၂ နှင့် stantanotations v. ၀.၅.၀ (Hunter, ၂၀၀၇; Waskom, ၂၀၂၁; Charlier et al., ၂၀၂၂)။ Bacillus/Bacteroidetes အချိုးကို ပုံမှန်ဘက်တီးရီးယားအရေအတွက်ကို အသုံးပြု၍ နမူနာတစ်ခုစီအတွက် တွက်ချက်ခဲ့သည်။ ဇယားများတွင် အစီရင်ခံထားသော တန်ဖိုးများကို ဒဿမ ၄ နေရာအထိ လုံးဝန်းထားသည်။ Simpson diversity index ကို KrakenTools v. ၁.၂ package (Lu et al., ၂၀၂၂) တွင် ပေးထားသော alpha_diversity.py script ကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်ခဲ့သည်။ Bracken အစီရင်ခံစာကို script တွင် ပေးထားပြီး Simpson index “Si” ကို -an parameter အတွက် ပေးထားသည်။ ပေါများမှုတွင် သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်များကို mean CLR ကွာခြားချက်များ ≥ ၁ သို့မဟုတ် ≤ -၁ အဖြစ် သတ်မှတ်သည်။ ±၁ ၏ mean CLR ကွာခြားချက်သည် နမူနာအမျိုးအစား၏ ပေါများမှုတွင် ၂.၇ ဆ တိုးလာမှုကို ညွှန်ပြသည်။ လက္ခဏာ (+/-) သည် PPA နမူနာနှင့် control နမူနာတွင် taxon ပိုမိုပေါများခြင်း ရှိ၊ မရှိကို ညွှန်ပြသည်။ အရေးပါမှုကို Mann-Whitney U စမ်းသပ်မှု (Virtanen et al., 2020) ကို အသုံးပြု၍ ဆုံးဖြတ်ခဲ့သည်။ Statsmodels v. 0.14 (Benjamini and Hochberg, 1995; Seabold and Perktold, 2010) ကို အသုံးပြုခဲ့ပြီး၊ Benjamini-Hochberg လုပ်ထုံးလုပ်နည်းကို စမ်းသပ်မှုများစွာအတွက် ပြင်ဆင်ရန် အသုံးပြုခဲ့သည်။ စာရင်းအင်းဆိုင်ရာ အရေးပါမှုကို ဆုံးဖြတ်ရန်အတွက် ချိန်ညှိထားသော p-value ≤ 0.05 ကို ကန့်သတ်ချက်အဖြစ် အသုံးပြုခဲ့သည်။
Maranga et al. (Maranga et al., 2023) မှဖော်ပြထားသော protocol ၏ ပြုပြင်ထားသောဗားရှင်းကို အသုံးပြု၍ မျိုးဗီဇမှတ်ချက်ပေးခြင်းနှင့် ဆွေမျိုးပေါများမှုခန့်မှန်းခြင်းကို လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။ ပထမဦးစွာ၊ 500 bp ထက်တိုသော contigs များကို SeqKit v. 2.5.1 (Shen et al., 2016) ကို အသုံးပြု၍ assembly အားလုံးမှ ဖယ်ရှားခဲ့သည်။ ရွေးချယ်ထားသော assembly များကို ထို့နောက် pan-metagenome အဖြစ် ပေါင်းစပ်ခဲ့သည်။ Open reading frames (ORFs) များကို Prodigal v. 1.0.1 (Prodigal v. 2.6.3 ၏ parameters များ) ကို အသုံးပြု၍ အောက်ပါ parameters များဖြင့် ခွဲခြားသတ်မှတ်ခဲ့သည်- -d-f gff-i -O-T 24 -p meta -C 10000 (Hyett et al., 2012; Jaenicke, 2024). ထို့နောက် ရရှိလာသော နျူကလီယိုတိုက်ဖိုင်များကို မပြည့်စုံသော မျိုးဗီဇအားလုံးကို ဖယ်ရှားရန် Python ကို အသုံးပြု၍ စစ်ထုတ်ခဲ့သည်။ ထို့နောက် CD-HIT v. 4.8.1 ကို အောက်ပါ ကန့်သတ်ချက်များဖြင့် မျိုးဗီဇများကို စုစည်းရန် အသုံးပြုခဲ့သည်- cd-hit-est -i -O-c 0.95 -s 0.85 -aS 0.9 -n 10 -d 256 -M 350000 -T 24 -l 100 -g 1 (Fu et al., 2012). ထုတ်လုပ်ထားသော non-redundant gene catalog ကို gene ပေါများမှုနှင့် annotation ကို ခန့်မှန်းရန် အသုံးပြုခဲ့သည်။ relative gene ပေါများမှုကို KMA v. 1.4.9 (Clausen et al., 2018) ကို အသုံးပြု၍ ခန့်မှန်းခဲ့သည်။ ပထမဦးစွာ၊ အောက်ပါ parameters များပါသည့် KMA index ကို အသုံးပြု၍ index file တစ်ခု ဖန်တီးပါ- -i -Oထို့နောက် Bioinformatics Pipeline အပိုင်းတွင်ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း နမူနာတစ်ခုစီအတွက် microbial reads များနှင့်အတူထုတ်ပေးသော index ကို အသုံးပြု၍ KMA ကို အောက်ပါ parameters များဖြင့် run ခဲ့သည်- -i -O-t_db-bcNano -bc 0.7 -ef -t 24. ထို့နောက် CLR ကို အသုံးပြု၍ မျိုးဗီဇအရေအတွက်ကို ပုံမှန်ဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ခဲ့ပြီး Sci-kit learn ၏ principal component analysis (PCA) အတန်းကို အသုံးပြုခဲ့သည် (Pedregosa et al., 2011)။ ခန့်မှန်းထားသော မျိုးဗီဇ annotation ကို eggNOG v. 2.1.12 ၏ emapper.py script နှင့် eggNOG database version 5.0.2 ကို အသုံးပြု၍ non-redundant မျိုးဗီဇ catalog တွင် အောက်ပါ parameters များဖြင့် လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်- –typepe CDS –cpu 24 -i- ဒေတာကတ်တလောက်–go_evidence အီလက်ထရွန်းနစ်မဟုတ်သော – အထွက်- အထွက်လမ်းညွှန်–target_orthologs အားလုံး –seed_ortholog_evalue 0.001 –seed_ortholog_score 60 –query_cover 20 –subject_cover 0 –translate –override –temp_dir(Cantalapiedra et al., 2021). KMA ရလဒ်များကို လုံလောက်သော template coverage နှင့် template identity (≥ 90%) နှင့် ပေါများမှု (အနက် ≥ 3) ရှိသော မျိုးဗီဇများကို ရွေးချယ်ရန် စစ်ဆေးခဲ့သည်။ KMA အနက်ရလဒ်များကို အထက်တွင်ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း CLR ကို အသုံးပြု၍ ပြောင်းလဲခဲ့သည်။ ထို့နောက် KMA ရလဒ်များကို မျိုးဗီဇတစ်ခုစီအတွက် contig source ကို အသုံးပြု၍ functional annotation နှင့် classification ရလဒ်များမှ contig ID များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ခဲ့သည်။ taxa များကဲ့သို့ပင် မျိုးဗီဇပေါများမှုတွင် သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်များကို ပျမ်းမျှ CLR ကွာခြားချက် ≥ 1 သို့မဟုတ် ≤ -1 ရှိသော မျိုးဗီဇများအဖြစ် သတ်မှတ်ခဲ့ပြီး၊ မျိုးဗီဇသည် PPA သို့မဟုတ် control sample များတွင် အသီးသီးပိုမိုပေါများကြောင်း ညွှန်ပြသည့် (+/-) လက္ခဏာတစ်ခုရှိသည်။
မျိုးဗီဇလမ်းကြောင်းပေါများမှုကို နှိုင်းယှဉ်ရန်အတွက် eggNOG မှ ​​သတ်မှတ်ထားသော Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) ortholog (KO) identifiers များအရ မျိုးဗီဇများကို ဦးစွာ အုပ်စုဖွဲ့ခဲ့သည်။ knockouts မပါဝင်သော မျိုးဗီဇများ သို့မဟုတ် knockouts များစွာပါဝင်သော မျိုးဗီဇများကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုမပြုမီ ဖယ်ရှားခဲ့သည်။ ထို့နောက် နမူနာတစ်ခုလျှင် KO တစ်ခုစီ၏ ပျမ်းမျှပေါများမှုကို တွက်ချက်ပြီး စာရင်းအင်းခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ PPA ဇီဝဖြစ်စဉ် မျိုးဗီဇများကို KEGG_Pathway ကော်လံတွင် row ko00640 သတ်မှတ်ပေးထားသော မည်သည့်မျိုးဗီဇအဖြစ်မဆို သတ်မှတ်ခဲ့ပြီး KEGG အရ propionate ဇီဝဖြစ်စဉ်တွင် အခန်းကဏ္ဍကို ညွှန်ပြသည်။ PPA ထုတ်လုပ်မှုနှင့် ဆက်စပ်နေသည်ဟု ခွဲခြားသတ်မှတ်ထားသော မျိုးဗီဇများကို Supplementary Table 1 (Reichardt et al., 2014; Yang et al., 2017) တွင် ဖော်ပြထားသည်။ နမူနာအမျိုးအစားတစ်ခုစီတွင် သိသိသာသာ ပိုမိုပေါများသော PPA ဇီဝဖြစ်စဉ်နှင့် ထုတ်လုပ်မှု မျိုးဗီဇများကို ဖော်ထုတ်ရန် Permutation စမ်းသပ်မှုများကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာထားသော မျိုးဗီဇတစ်ခုစီအတွက် permutation တစ်ထောင်ကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ စာရင်းအင်းဆိုင်ရာ အရေးပါမှုကို ဆုံးဖြတ်ရန် cutoff အဖြစ် 0.05 ၏ p-value ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ အစုအဝေးအတွင်းရှိ ကိုယ်စားပြု မျိုးဗီဇများ၏ မှတ်ချက်များအပေါ် အခြေခံ၍ အစုအဝေးတစ်ခုအတွင်းရှိ တစ်ဦးချင်း မျိုးဗီဇများသို့ လုပ်ဆောင်ချက်ဆိုင်ရာ မှတ်ချက်များကို သတ်မှတ်ပေးခဲ့သည်။ PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုနှင့်/သို့မဟုတ် PPA ထုတ်လုပ်မှုနှင့်ဆက်စပ်နေသော အမျိုးအစားများကို eggNOG ကို အသုံးပြု၍ လုပ်ဆောင်ချက်ဆိုင်ရာ မှတ်ချက်ပေးစဉ်အတွင်း ထိန်းသိမ်းထားရှိသော contig ID များနှင့် Kraken2 output ဖိုင်များရှိ contig ID များကို တိုက်ဆိုင်စစ်ဆေးခြင်းဖြင့် ခွဲခြားသတ်မှတ်နိုင်သည်။ အရေးပါမှုစမ်းသပ်မှုကို ယခင်ကဖော်ပြခဲ့သည့် Mann-Whitney U စမ်းသပ်မှုကို အသုံးပြု၍ လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။ စမ်းသပ်မှုများစွာအတွက် ပြင်ဆင်မှုကို Benjamini-Hochberg လုပ်ထုံးလုပ်နည်းကို အသုံးပြု၍ လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။ စာရင်းအင်းဆိုင်ရာ အရေးပါမှုကို ဆုံးဖြတ်ရန် ≤ 0.05 ၏ p-value ကို cutoff အဖြစ်အသုံးပြုခဲ့သည်။
ကြွက်များ၏ အူလမ်းကြောင်း အဏুဇီဝပိုးမွှားများ၏ ကွဲပြားမှုကို Simpson မတူကွဲပြားမှုညွှန်းကိန်းကို အသုံးပြု၍ အကဲဖြတ်ခဲ့သည်။ ထိန်းချုပ်မှုနှင့် PPA နမူနာများအကြား မျိုးစုနှင့် မျိုးစိတ်ကွဲပြားမှုအရ သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်များကို မတွေ့ရှိခဲ့ပါ (မျိုးစုအတွက် p-တန်ဖိုး: 0.18၊ မျိုးစိတ်အတွက် p-တန်ဖိုး: 0.16) (ပုံ ၁)။ ထို့နောက် အဏုဇီဝဖွဲ့စည်းမှုကို အဓိကအစိတ်အပိုင်းခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှု (PCA) ကို အသုံးပြု၍ နှိုင်းယှဉ်ခဲ့သည်။ ပုံ ၂ တွင် ၎င်းတို့၏ ဖိုင်လာအလိုက် နမူနာများကို အစုအဝေးဖွဲ့ခြင်းကို ပြသထားပြီး PPA နှင့် ထိန်းချုပ်နမူနာများအကြား အဏုဇီဝပိုးမွှားများ၏ မျိုးစိတ်ဖွဲ့စည်းမှုတွင် ကွာခြားချက်များရှိကြောင်း ညွှန်ပြသည်။ ဤအစုအဝေးဖွဲ့ခြင်းသည် မျိုးစုအဆင့်တွင် သိသိသာသာ နည်းပါးပြီး PPA သည် အချို့သော ဘက်တီးရီးယားများကို သက်ရောက်မှုရှိကြောင်း အကြံပြုထားသည် (နောက်ဆက်တွဲပုံ ၁)။
ပုံ ၁။ မောက်စ်အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှား၏ မျိုးစု (A) နှင့် မျိုးစိတ်များ (B) ၏ Simpson မျိုးကွဲညွှန်းကိန်းများကို ပြသသည့် လေးထောင့်ကွက်များ။ Mann-Whitney U စမ်းသပ်မှုကို အသုံးပြု၍ သိသာထင်ရှားမှုကို ဆုံးဖြတ်ခဲ့ပြီး Benjamini-Hochberg လုပ်ထုံးလုပ်နည်းကို အသုံးပြု၍ ဘက်စုံပြင်ဆင်မှုကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ ns တွင် p-တန်ဖိုးသည် သိသာထင်ရှားမှု မရှိပါ (p>0.05)။
ရုပ်ပုံ ၂။ မျိုးစိတ်အဆင့်တွင် မောက်စ်အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝဖွဲ့စည်းမှု၏ အဓိကအစိတ်အပိုင်း ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုရလဒ်များ။ အဓိကအစိတ်အပိုင်း ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုဇယားသည် ၎င်းတို့၏ ပထမဆုံး အဓိကအစိတ်အပိုင်းနှစ်ခုတွင် နမူနာများ၏ ဖြန့်ဖြူးမှုကို ပြသထားသည်။ အရောင်များသည် နမူနာအမျိုးအစားကို ညွှန်ပြသည်- PPA ထိတွေ့ထားသော မောက်စ်များသည် ခရမ်းရောင်ဖြစ်ပြီး ထိန်းချုပ်မောက်စ်များသည် အဝါရောင်ဖြစ်သည်။ အဓိကအစိတ်အပိုင်း ၁ နှင့် ၂ ကို x-ဝင်ရိုးနှင့် y-ဝင်ရိုးတွင် အသီးသီး ပုံဖော်ထားပြီး ၎င်းတို့၏ ရှင်းပြထားသော ကွဲလွဲမှုအချိုးအဖြစ် ဖော်ပြထားသည်။
RLE အသွင်ပြောင်းရေတွက်မှုဒေတာကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့်၊ ထိန်းချုပ်မှုနှင့် PPA ကြွက်များတွင် ပျမ်းမျှ Bacteroidetes/Bacilli အချိုး သိသိသာသာကျဆင်းမှုကို တွေ့ရှိခဲ့သည် (ထိန်းချုပ်: 9.66၊ PPA: 3.02; p-value = 0.0011)။ ဤကွာခြားချက်သည် ထိန်းချုပ်မှုနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက PPA ကြွက်များတွင် Bacteroidetes များ ပိုမိုများပြားလာခြင်းကြောင့်ဖြစ်သော်လည်း၊ ကွာခြားချက်မှာ သိသာထင်ရှားမှုမရှိသော်လည်း (ထိန်းချုပ်ပျမ်းမျှ CLR: 5.51၊ PPA ပျမ်းမျှ CLR: 6.62; p-value = 0.054)၊ Bacteroidetes ပေါများမှုမှာ အလားတူဖြစ်သည် (ထိန်းချုပ်ပျမ်းမျှ CLR: 7.76၊ PPA ပျမ်းမျှ CLR: 7.60; p-value = 0.18)။
အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများ၏ အမျိုးအစားခွဲခြားသတ်မှတ်ခြင်းဆိုင်ရာ အဖွဲ့ဝင်များ၏ ပေါများမှုကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာချက်အရ PPA နှင့် ထိန်းချုပ်နမူနာများအကြား ဖိုင်လမ် ၁ ခုနှင့် မျိုးစိတ် ၇၇ မျိုးသည် သိသိသာသာ ကွာခြားကြောင်း တွေ့ရှိရသည် (နောက်ဆက်တွဲဇယား ၂)။ PPA နမူနာများတွင် မျိုးစိတ် ၅၉ မျိုး ပေါများမှုသည် ထိန်းချုပ်နမူနာများထက် သိသိသာသာ မြင့်မားပြီး ထိန်းချုပ်နမူနာများတွင် မျိုးစိတ် ၁၆ မျိုးသာ ပေါများမှုသည် PPA နမူနာများထက် မြင့်မားသည် (ပုံ ၃)။
ရုပ်ပုံ ၃။ PPA နှင့် ထိန်းချုပ်ကြွက်များ၏ အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများတွင် အမျိုးအစားများ၏ ကွဲပြားသော ပေါများမှု။ မီးတောင်မြေပုံများသည် PPA နှင့် ထိန်းချုပ်နမူနာများအကြား မျိုးစု (A) သို့မဟုတ် မျိုးစိတ် (B) ပေါများမှုတွင် ကွာခြားချက်များကို ပြသထားသည်။ မီးခိုးရောင်အစက်များသည် အမျိုးအစားများ၏ ပေါများမှုတွင် သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်ကို ညွှန်ပြသည်။ အရောင်အစက်များသည် ပေါများမှုတွင် သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်များကို ညွှန်ပြသည် (p-value ≤ 0.05)။ နမူနာအမျိုးအစားများအကြား ပေါများမှုတွင် အများဆုံးကွာခြားချက်ရှိသော ထိပ်တန်းအမျိုးအစား ၂၀ ကို အနီရောင်နှင့် အပြာဖျော့ (ထိန်းချုပ်နှင့် PPA နမူနာများ) တွင် အသီးသီးပြသထားသည်။ အဝါရောင်နှင့် ခရမ်းရောင်အစက်များသည် ထိန်းချုပ် သို့မဟုတ် PPA နမူနာများထက် အနည်းဆုံး ၂.၇ ဆ ပိုမိုပေါများသည်။ အနက်ရောင်အစက်များသည် -1 နှင့် 1 အကြား ပျမ်းမျှ CLR ကွာခြားချက်များဖြင့် သိသာထင်ရှားသော ပေါများမှုရှိသော အမျိုးအစားများကို ကိုယ်စားပြုသည်။ P တန်ဖိုးများကို Mann-Whitney U စမ်းသပ်မှုကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်ခဲ့ပြီး Benjamini-Hochberg လုပ်ထုံးလုပ်နည်းကို အသုံးပြု၍ စမ်းသပ်မှုများစွာအတွက် ပြင်ဆင်ခဲ့သည်။ ထူထဲသော ပျမ်းမျှ CLR ကွာခြားချက်များသည် ပေါများမှုတွင် သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်များကို ညွှန်ပြသည်။
အူလမ်းကြောင်း အဏুဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ ဖွဲ့စည်းမှုကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာပြီးနောက်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် အဏုဇီဝဗေဒ၏ လုပ်ဆောင်ချက်ဆိုင်ရာ မှတ်ချက်ပေးခြင်းကို ပြုလုပ်ခဲ့ပါသည်။ အရည်အသွေးနိမ့် မျိုးဗီဇများကို စစ်ထုတ်ပြီးနောက်၊ နမူနာအားလုံးတွင် ထူးခြားသော မျိုးဗီဇ စုစုပေါင်း ၃၇၈,၃၅၅ ခုကို ဖော်ထုတ်နိုင်ခဲ့ပါသည်။ ဤမျိုးဗီဇများ၏ ပြောင်းလဲလာသော ပေါများမှုကို အဓိက အစိတ်အပိုင်း ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှု (PCA) အတွက် အသုံးပြုခဲ့ပြီး ရလဒ်များအရ ၎င်းတို့၏ လုပ်ဆောင်ချက်ဆိုင်ရာ ပရိုဖိုင်များအပေါ် အခြေခံ၍ နမူနာအမျိုးအစားများကို များပြားစွာ စုစည်းထားကြောင်း ပြသခဲ့ပါသည် (ပုံ ၄)။
ရုပ်ပုံ ၄။ မောက်စ်အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှား၏ လုပ်ဆောင်ချက်ပရိုဖိုင်ကို အသုံးပြု၍ PCA ရလဒ်များ။ PCA ဇယားသည် ၎င်းတို့၏ ပထမဆုံး အဓိက အစိတ်အပိုင်းနှစ်ခုတွင် နမူနာများ၏ ဖြန့်ဖြူးမှုကို ပြသထားသည်။ အရောင်များသည် နမူနာအမျိုးအစားကို ညွှန်ပြသည်- PPA ထိတွေ့ထားသော မောက်စ်များသည် ခရမ်းရောင်ဖြစ်ပြီး ထိန်းချုပ်မောက်စ်များသည် အဝါရောင်ဖြစ်သည်။ အဓိက အစိတ်အပိုင်း ၁ နှင့် ၂ ကို x-ဝင်ရိုးနှင့် y-ဝင်ရိုးတွင် အသီးသီး ပုံဖော်ထားပြီး ၎င်းတို့၏ ရှင်းပြထားသော ကွဲလွဲမှုအချိုးအဖြစ် ဖော်ပြထားသည်။
ထို့နောက် ကျွန်ုပ်တို့သည် နမူနာအမျိုးအစားအမျိုးမျိုးတွင် KEGG knockouts များ၏ ပေါများမှုကို စစ်ဆေးခဲ့ပါသည်။ စုစုပေါင်း ထူးခြားသော knockouts ၃၆၄၈ ခုကို ဖော်ထုတ်နိုင်ခဲ့ပြီး ၎င်းတို့အနက် ၁၉၆ ခုသည် ထိန်းချုပ်နမူနာများတွင် သိသိသာသာ များပြားပြီး ၁၀၆ ခုသည် PPA နမူနာများတွင် များပြားသည် (ပုံ ၅)။ ထိန်းချုပ်နမူနာများတွင် မျိုးဗီဇစုစုပေါင်း ၁၄၅ ခုနှင့် PPA နမူနာများတွင် မျိုးဗီဇ ၆၁ ခုကို သိသိသာသာ ကွဲပြားသော ပေါများမှုဖြင့် တွေ့ရှိခဲ့သည်။ lipid နှင့် aminosugar ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုနှင့် ဆက်စပ်သော လမ်းကြောင်းများသည် PPA နမူနာများတွင် သိသိသာသာ ကြွယ်ဝလာပါသည် (နောက်ဆက်တွဲဇယား ၃)။ နိုက်ထရိုဂျင်ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုနှင့် ဆာလ်ဖာ relay စနစ်များနှင့် ဆက်စပ်သော လမ်းကြောင်းများသည် ထိန်းချုပ်နမူနာများတွင် သိသိသာသာ ကြွယ်ဝလာပါသည် (နောက်ဆက်တွဲဇယား ၃)။ aminosugar/nucleotide ဇီဝြဖစ်ပျက်မှု (ko:K21279) နှင့် inositol phosphate ဇီဝြဖစ်ပျက်မှု (ko:K07291) နှင့် ဆက်စပ်သော မျိုးဗီဇများ၏ ပေါများမှုသည် PPA နမူနာများတွင် သိသိသာသာ မြင့်မားပါသည် (ပုံ ၅)။ ထိန်းချုပ်နမူနာများတွင် benzoate ဇီဝြဖစ်ပျက်မှု (ko:K22270)၊ နိုက်ထရိုဂျင်ဇီဝြဖစ်ပျက်မှု (ko:K00368) နှင့် glycolysis/gluconeogenesis (ko:K00131) နှင့် ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇများ သိသိသာသာ ပိုမိုများပြားစွာ ရှိသည် (ပုံ ၅)။
ပုံ ၅။ PPA နှင့် ထိန်းချုပ်ကြွက်များ၏ အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများတွင် KOs ၏ ကွဲပြားသော ပေါများမှု။ မီးတောင်ပုံသည် လုပ်ဆောင်ချက်အုပ်စုများ (KOs) ၏ ပေါများမှုတွင် ကွာခြားချက်များကို သရုပ်ဖော်ထားသည်။ မီးခိုးရောင်အစက်များသည် နမူနာအမျိုးအစားများအကြား ပေါများမှု သိသိသာသာကွာခြားခြင်းမရှိသော KOs များကို ညွှန်ပြသည် (p-value > 0.05)။ အရောင်အစက်များသည် ပေါများမှုတွင် သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်များကို ညွှန်ပြသည် (p-value ≤ 0.05)။ နမူနာအမျိုးအစားများအကြား ပေါများမှု အကြီးမားဆုံးကွာခြားချက်ရှိသော KOs ၂၀ ကို အနီရောင်နှင့် အပြာဖျော့ဖျော့ဖြင့် ပြသထားပြီး ထိန်းချုပ်နှင့် PPA နမူနာများနှင့် အသီးသီးကိုက်ညီသည်။ အဝါရောင်နှင့် ခရမ်းရောင်အစက်များသည် ထိန်းချုပ်နှင့် PPA နမူနာများတွင် အနည်းဆုံး ၂.၇ ဆ ပိုများသော KOs များကို ညွှန်ပြသည်။ အနက်ရောင်အစက်များသည် -1 နှင့် 1 အကြား ပျမ်းမျှ CLR ကွာခြားချက်ရှိသော သိသိသာသာကွဲပြားသော ပေါများမှုရှိသော KOs များကို ညွှန်ပြသည်။ P တန်ဖိုးများကို Mann-Whitney U စမ်းသပ်မှုကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်ပြီး Benjamini-Hochberg လုပ်ထုံးလုပ်နည်းကို အသုံးပြု၍ နှိုင်းယှဉ်မှုများစွာအတွက် ချိန်ညှိထားသည်။ NaN သည် KO သည် KEGG ရှိ လမ်းကြောင်းနှင့် မသက်ဆိုင်ကြောင်း ညွှန်ပြသည်။ ထူထဲသော ပျမ်းမျှ CLR ကွာခြားချက်တန်ဖိုးများသည် ပေါများမှုတွင် သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်များကို ညွှန်ပြသည်။ စာရင်းပြုစုထားသော KO များပါဝင်သည့် လမ်းကြောင်းများအကြောင်း အသေးစိတ်အချက်အလက်များအတွက် နောက်ဆက်တွဲဇယား ၃ ကိုကြည့်ပါ။
မှတ်ချက်ပြုထားသော မျိုးဗီဇများထဲတွင် မျိုးဗီဇ ၁၆၀၁ ခုသည် နမူနာအမျိုးအစားများအကြား များပြားမှုသိသိသာသာကွာခြားပြီး (p ≤ 0.05)၊ မျိုးဗီဇတစ်ခုစီသည် အနည်းဆုံး ၂.၇ ဆ ပိုများသည်။ ဤမျိုးဗီဇများအနက်၊ မျိုးဗီဇ ၄ ခုသည် ထိန်းချုပ်နမူနာများတွင် ပိုများပြီး မျိုးဗီဇ ၁၅၉၇ ခုသည် PPA နမူနာများတွင် ပိုများသည်။ PPA တွင် အဏုဇီဝပိုးမွှားတိုက်ဖျက်နိုင်သော ဂုဏ်သတ္တိများ ရှိသောကြောင့်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် နမူနာအမျိုးအစားများအကြား PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုနှင့် ထုတ်လုပ်မှုမျိုးဗီဇများ၏ များပြားမှုကို စစ်ဆေးခဲ့သည်။ PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုနှင့် ဆက်စပ်သော မျိုးဗီဇ ၁၃၃၂ ခုအနက်၊ မျိုးဗီဇ ၂၇ ခုသည် ထိန်းချုပ်နမူနာများတွင် သိသိသာသာ ပိုများပြီး မျိုးဗီဇ ၁၂ ခုသည် PPA နမူနာများတွင် ပိုများသည်။ PPA ထုတ်လုပ်မှုနှင့် ဆက်စပ်သော မျိုးဗီဇ ၂၂၃ ခုအနက်၊ မျိုးဗီဇ ၁ ခုသည် PPA နမူနာများတွင် သိသိသာသာ ပိုများသည်။ ပုံ ၆က သည် PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုတွင် ပါဝင်သော မျိုးဗီဇများ များပြားမှုကို ထပ်မံပြသထားပြီး၊ ထိန်းချုပ်နမူနာများတွင် သိသိသာသာ ပိုများပြီး အကျိုးသက်ရောက်မှု အရွယ်အစားကြီးမားသည်ကို ပြသထားပြီး၊ ပုံ ၆ခ သည် PPA နမူနာများတွင် သိသိသာသာ ပိုများသော များပြားမှုကို တွေ့ရှိရသော တစ်ဦးချင်းမျိုးဗီဇများကို မီးမောင်းထိုးပြထားသည်။
ပုံ ၆။ မောက်စ်အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများတွင် PPA နှင့်ဆက်စပ်သော မျိုးဗီဇများ၏ ကွဲပြားသောပေါများမှု။ မီးတောင်ပုံများသည် PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှု (A) နှင့် PPA ထုတ်လုပ်မှု (B) နှင့်ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇများ၏ ပေါများမှုတွင် ကွာခြားချက်များကို ပုံဖော်ထားသည်။ မီးခိုးရောင်အစက်များသည် နမူနာအမျိုးအစားများအကြား ပေါများမှုသိသိသာသာကွာခြားခြင်းမရှိသော မျိုးဗီဇများကို ညွှန်ပြသည် (p-value > 0.05)။ အရောင်အစက်များသည် ပေါများမှုတွင် သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်များကို ညွှန်ပြသည် (p-value ≤ 0.05)။ ပေါများမှုတွင် အကြီးမားဆုံးကွာခြားချက်ရှိသော မျိုးဗီဇ ၂၀ ကို အနီရောင်နှင့် အပြာဖျော့ (ထိန်းချုပ်နှင့် PPA နမူနာများ) တွင် အသီးသီးပြသထားသည်။ အဝါရောင်နှင့် ခရမ်းရောင်အစက်များ၏ ပေါများမှုသည် ထိန်းချုပ်နှင့် PPA နမူနာများတွင် အနည်းဆုံး ၂.၇ ဆ ပိုများသည်။ အနက်ရောင်အစက်များသည် သိသိသာသာကွဲပြားသော ပေါများမှုရှိသော မျိုးဗီဇများကို ကိုယ်စားပြုပြီး ပျမ်းမျှ CLR ကွာခြားချက်များမှာ -1 နှင့် 1 အကြားရှိသည်။ P တန်ဖိုးများကို Mann-Whitney U စမ်းသပ်မှုကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်ခဲ့ပြီး Benjamini-Hochberg လုပ်ထုံးလုပ်နည်းကို အသုံးပြု၍ နှိုင်းယှဉ်မှုများစွာအတွက် ပြင်ဆင်ခဲ့သည်။ မျိုးဗီဇများသည် non-redundant မျိုးဗီဇကတ်တလောက်ရှိ ကိုယ်စားပြု မျိုးဗီဇများနှင့် ကိုက်ညီသည်။ မျိုးဗီဇအမည်များတွင် KO မျိုးဗီဇကိုကိုယ်စားပြုသော KEGG သင်္ကေတပါဝင်သည်။ ထူထဲသော ပျမ်းမျှ CLR ကွာခြားချက်များသည် သိသိသာသာကွဲပြားသော ပေါများမှုကို ညွှန်ပြသည်။ ဒက်ရှ် (-) သည် KEGG ဒေတာဘေ့စ်တွင် မျိုးဗီဇအတွက် သင်္ကေတမရှိကြောင်း ညွှန်ပြသည်။
PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုနှင့်/သို့မဟုတ် ထုတ်လုပ်မှုနှင့် ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇများပါရှိသော အမျိုးအစားများကို မျိုးရိုးဗီဇ၏ မျိုးရိုးဗီဇ ID နှင့် ဆက်စပ်နေသော အမျိုးအစားခွဲခြားသတ်မှတ်ခြင်းဆိုင်ရာ အမှတ်အသားကို တိုက်ဆိုင်စစ်ဆေးခြင်းဖြင့် ခွဲခြားသတ်မှတ်ခဲ့သည်။ မျိုးစုအဆင့်တွင် PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုနှင့် ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇများရှိသည့် မျိုးစု ၁၃၀ တွင် တွေ့ရှိရပြီး PPA ထုတ်လုပ်မှုနှင့် ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇများရှိသည့် မျိုးစု ၆၁ စုကို တွေ့ရှိရသည် (နောက်ဆက်တွဲဇယား ၄)။ သို့သော်၊ ပေါများမှုတွင် သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်များကို မပြသသည့် မျိုးစုများ (p > 0.05)။
မျိုးစိတ်အဆင့်တွင်၊ ဘက်တီးရီးယားမျိုးစိတ် ၁၄၄ မျိုးတွင် PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုနှင့် ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇများရှိကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့ပြီး၊ ဘက်တီးရီးယားမျိုးစိတ် ၆၈ မျိုးတွင် PPA ထုတ်လုပ်မှုနှင့် ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇများရှိကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည် (နောက်ဆက်တွဲဇယား ၅)။ PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်စေသော ပစ္စည်းများထဲတွင်၊ နမူနာအမျိုးအစားများအကြား ဘက်တီးရီးယား ရှစ်မျိုးသည် များပြားမှု သိသိသာသာ တိုးလာကြောင်း ပြသခဲ့ပြီး အားလုံးသည် အကျိုးသက်ရောက်မှု သိသာထင်ရှားသော ပြောင်းလဲမှုများကို ပြသခဲ့သည် (နောက်ဆက်တွဲဇယား ၆)။ များပြားမှု သိသာထင်ရှားသော ကွဲပြားမှုများရှိသော PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်စေသော ပစ္စည်းများအားလုံးသည် PPA နမူနာများတွင် ပိုမိုများပြားသည်။ မျိုးစိတ်အဆင့်ခွဲခြားမှုက Bacteroides နှင့် Ruminococcus မျိုးစိတ်များစွာအပြင် Duncania dubois၊ Myxobacterium enterica၊ Monococcus pectinolyticus နှင့် Alcaligenes polymorpha အပါအဝင် နမူနာအမျိုးအစားများအကြား သိသိသာသာ ကွာခြားခြင်းမရှိသော မျိုးစုများ၏ ကိုယ်စားလှယ်များကို ဖော်ထုတ်ခဲ့သည်။ PPA ထုတ်လုပ်သော ဘက်တီးရီးယားများထဲတွင်၊ ဘက်တီးရီးယားလေးမျိုးသည် နမူနာအမျိုးအစားများအကြား များပြားမှု သိသာထင်ရှားသော ကွဲပြားမှုများကို ပြသခဲ့သည်။ များပြားမှု သိသာထင်ရှားသော ကွဲပြားမှုများရှိသော မျိုးစိတ်များ Bacteroides novorossi၊ Duncania dubois၊ Myxobacterium enteritidis နှင့် Ruminococcus bovis ပါဝင်သည်။
ဤလေ့လာမှုတွင်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် PPA ထိတွေ့မှု၏ ကြွက်များ၏ အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးများအပေါ် အကျိုးသက်ရောက်မှုများကို စစ်ဆေးခဲ့ပါသည်။ PPA သည် အချို့သောမျိုးစိတ်များမှ ထုတ်လုပ်ခြင်း၊ အခြားမျိုးစိတ်များမှ အစားအစာအရင်းအမြစ်အဖြစ် အသုံးပြုခြင်း သို့မဟုတ် အဏုဇီဝပိုးများကို တိုက်ဖျက်နိုင်သည့် အာနိသင်ရှိသောကြောင့် ဘက်တီးရီးယားများတွင် မတူညီသော တုံ့ပြန်မှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ အစားအသောက်ဖြည့်စွက်ခြင်းဖြင့် အူလမ်းကြောင်းပတ်ဝန်းကျင်သို့ ထည့်သွင်းခြင်းသည် ခံနိုင်ရည်၊ ထိခိုက်လွယ်မှုနှင့် အာဟာရအရင်းအမြစ်အဖြစ် အသုံးချနိုင်စွမ်းပေါ် မူတည်၍ မတူညီသော အကျိုးသက်ရောက်မှုများ ရှိနိုင်သည်။ ထိခိုက်လွယ်သော ဘက်တီးရီးယားမျိုးစိတ်များကို PPA ကို ပိုမိုခံနိုင်ရည်ရှိသော သို့မဟုတ် အစားအစာအရင်းအမြစ်အဖြစ် အသုံးပြုနိုင်သော မျိုးစိတ်များဖြင့် ဖယ်ရှားပြီး အစားထိုးနိုင်ပြီး အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးများ၏ ဖွဲ့စည်းမှုတွင် ပြောင်းလဲမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ ရလဒ်များသည် အဏုဇီဝဖွဲ့စည်းမှုတွင် သိသာထင်ရှားသော ကွဲပြားမှုများကို ဖော်ပြခဲ့သော်လည်း အဏုဇီဝမျိုးစုံမျိုးကွဲအပေါ်တွင်မူ သက်ရောက်မှုမရှိပါ။ အကြီးမားဆုံး အကျိုးသက်ရောက်မှုများကို မျိုးစိတ်အဆင့်တွင် တွေ့ရှိခဲ့ပြီး၊ PPA နှင့် ထိန်းချုပ်နမူနာများအကြား များပြားလှစွာသော မျိုးစိတ် ၇၀ ကျော်သည် သိသိသာသာ ကွဲပြားသည် (နောက်ဆက်တွဲဇယား ၂)။ PPA ထိတွေ့သော နမူနာများ၏ ဖွဲ့စည်းမှုကို နောက်ထပ် အကဲဖြတ်ခြင်းသည် မထိတွေ့ရသေးသော နမူနာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက အဏုဇီဝမျိုးစိတ်များ၏ မတူညီမှု ပိုမိုများပြားကြောင်း ဖော်ထုတ်ခဲ့ပြီး၊ PPA သည် ဘက်တီးရီးယားကြီးထွားမှု လက္ခဏာများကို မြှင့်တင်ပေးပြီး PPA ကြွယ်ဝသော ပတ်ဝန်းကျင်များတွင် ရှင်သန်နိုင်သော ဘက်တီးရီးယား လူဦးရေကို ကန့်သတ်နိုင်ကြောင်း အကြံပြုထားသည်။ ထို့ကြောင့် PPA သည် အူလမ်းကြောင်း အဏুဇီဝမျိုးကွဲများကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အနှောင့်အယှက်ဖြစ်စေမည့်အစား ပြောင်းလဲမှုများကို ရွေးချယ်၍ ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။
PPA ကဲ့သို့သော အစားအစာကြာရှည်ခံပစ္စည်းများသည် ယေဘုယျမျိုးကွဲများကို မထိခိုက်စေဘဲ အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှား အစိတ်အပိုင်းများ၏ ပေါများမှုကို ပြောင်းလဲစေကြောင်း ယခင်က ပြသခဲ့ပြီးဖြစ်သည် (Nagpal et al., 2021)။ ဤတွင်၊ PPA ထိတွေ့ထားသော ကြွက်များတွင် သိသိသာသာ ကြွယ်ဝသော Bacteroidetes (ယခင်က Bacteroidetes အဖြစ် လူသိများသည်) phylum အတွင်းရှိ Bacteroidetes မျိုးစိတ်များအကြား အထင်ရှားဆုံး ကွာခြားချက်များကို ကျွန်ုပ်တို့ လေ့လာတွေ့ရှိခဲ့ပါသည်။ Bacteroides မျိုးစိတ်များ ပေါများလာခြင်းသည် ချွဲပျက်စီးမှု တိုးလာခြင်းနှင့် ဆက်စပ်နေပြီး ၎င်းသည် ရောဂါပိုးဝင်ခြင်းအန္တရာယ်ကို တိုးမြင့်စေပြီး ရောင်ရမ်းမှုကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်သည် (Cornick et al., 2015; Desai et al., 2016; Penzol et al., 2019)။ လေ့လာမှုတစ်ခုအရ Bacteroides fragilis ဖြင့် ကုသထားသော မွေးကင်းစ ကြွက်ထီးများသည် autism spectrum disorder (ASD) နှင့် ဆင်တူသော လူမှုရေးအပြုအမူများကို ပြသခဲ့ကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည် (Carmel et al., 2023)၊ အခြားလေ့လာမှုများအရ Bacteroides မျိုးစိတ်များသည် ကိုယ်ခံအားလုပ်ဆောင်ချက်ကို ပြောင်းလဲစေပြီး autoimmune inflammatory cardiomyopathy ကို ဖြစ်စေနိုင်ကြောင်း ပြသခဲ့သည် (Gil-Cruz et al., 2019)။ Ruminococcus၊ Prevotella နှင့် Parabacteroides မျိုးစုဝင် မျိုးစိတ်များသည် PPA နှင့် ထိတွေ့သော ကြွက်များတွင်လည်း သိသိသာသာ တိုးလာပါသည် (Coretti et al., 2018)။ Ruminococcus မျိုးစိတ်အချို့သည် ရောင်ရမ်းမှုဖြစ်စေသော cytokines များထုတ်လုပ်မှုမှတစ်ဆင့် Crohn's ရောဂါကဲ့သို့သော ရောဂါများနှင့် ဆက်စပ်နေပါသည် (Henke et al., 2019)၊ တစ်ချိန်တည်းမှာပင် Prevotella humani ကဲ့သို့သော Prevotella မျိုးစိတ်များသည် သွေးတိုးရောဂါနှင့် အင်ဆူလင်အာရုံခံနိုင်စွမ်းကဲ့သို့သော ဇီဝဖြစ်စဉ်ဆိုင်ရာရောဂါများနှင့် ဆက်စပ်နေပါသည် (Pedersen et al., 2016; Li et al., 2017)။ နောက်ဆုံးတွင်၊ Bacteroidetes (ယခင်က Firmicutes အဖြစ်လူသိများသည်) နှင့် Bacteroidetes အချိုးသည် PPA ထိတွေ့သော ကြွက်များတွင် Bacteroidetes မျိုးစိတ်များ စုစုပေါင်းပေါများမှုကြောင့် ထိန်းချုပ်မှုကြွက်များထက် သိသိသာသာ နိမ့်ကျကြောင်း ကျွန်ုပ်တို့ တွေ့ရှိခဲ့ပါသည်။ ဤအချိုးသည် အူလမ်းကြောင်း homeostasis ၏ အရေးကြီးသော အညွှန်းကိန်းတစ်ခုဖြစ်ကြောင်း ယခင်က ပြသခဲ့ပြီးဖြစ်ပြီး ဤအချိုးတွင် နှောင့်ယှက်မှုများသည် ရောင်ရမ်းသော အူလမ်းကြောင်းရောဂါများ အပါအဝင် ရောဂါအခြေအနေအမျိုးမျိုးနှင့် ဆက်စပ်နေကြောင်း (Turpin et al., 2016; Takezawa et al., 2021; An et al., 2023) တွေ့ရှိခဲ့သည်။ စုပေါင်းအားဖြင့် Bacteroidetes phylum မျိုးစိတ်များသည် အစားအစာ PPA မြင့်မားခြင်းကြောင့် အပြင်းထန်ဆုံး ထိခိုက်ခံရပုံရသည်။ ၎င်းသည် PPA ကို ခံနိုင်ရည်မြင့်မားခြင်း သို့မဟုတ် PPA ကို စွမ်းအင်အရင်းအမြစ်အဖြစ် အသုံးပြုနိုင်ခြင်းကြောင့် ဖြစ်နိုင်ပြီး အနည်းဆုံး မျိုးစိတ်တစ်ခုဖြစ်သည့် Hoylesella enocea အတွက် မှန်ကန်ကြောင်း ပြသထားပြီးဖြစ်သည် (Hitch et al., 2022)။ တနည်းအားဖြင့် မိခင် PPA ထိတွေ့မှုသည် ကြွက်သားစဉ်မြေးဆက်များ၏ အူလမ်းကြောင်းကို Bacteroidetes ကိုလိုနီပြုခြင်းကို ပိုမိုခံရလွယ်စေခြင်းဖြင့် သန္ဓေသားဖွံ့ဖြိုးမှုကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်သည်။ သို့သော် ကျွန်ုပ်တို့၏ လေ့လာမှုဒီဇိုင်းတွင် ထိုကဲ့သို့သော အကဲဖြတ်မှုကို ခွင့်မပြုခဲ့ပါ။
မက်တာဂျီနိုမစ် ပါဝင်မှု အကဲဖြတ်ချက်က PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုနှင့် ထုတ်လုပ်မှုနှင့် ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇ ပေါများမှုတွင် သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်များကို ဖော်ထုတ်ခဲ့ပြီး PPA ထိတွေ့သော ကြွက်များသည် PPA ထုတ်လုပ်မှုအတွက် တာဝန်ရှိသော မျိုးဗီဇ ပေါများမှု ပိုများပြီး PPA ထိတွေ့ခြင်းမရှိသော ကြွက်များသည် PAA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုအတွက် တာဝန်ရှိသော မျိုးဗီဇ ပေါများမှု ပိုများကြောင်း ပြသခဲ့သည် (ပုံ ၆)။ ဤရလဒ်များက မိုက်ခရိုဘိုင်းယယ် ဖွဲ့စည်းမှုအပေါ် PPA ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုသည် ၎င်း၏အသုံးပြုမှုတစ်ခုတည်းကြောင့် မဟုတ်ဘဲ၊ PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုနှင့် ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇ ပေါများမှုသည် PPA ထိတွေ့သော ကြွက်များ၏ အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝတွင် ပေါများမှုကို ပြသသင့်သည်။ ရှင်းလင်းချက်တစ်ခုမှာ PPA သည် ဘက်တီးရီးယားများက အာဟာရအဖြစ် အသုံးပြုခြင်းထက် ၎င်း၏ အဏုဇီဝပိုးမွှား တိုက်ဖျက်နိုင်သော အာနိသင်များမှတစ်ဆင့် ဘက်တီးရီးယား ပေါများမှုကို အဓိက ကြားဝင်ဆောင်ရွက်ပေးသည်။ ယခင်လေ့လာမှုများအရ PPA သည် Salmonella Typhimurium ၏ ကြီးထွားမှုကို ဆေးပမာဏပေါ်မူတည်၍ ဟန့်တားကြောင်း ပြသခဲ့သည် (Jacobson et al., 2018)။ PPA ၏ မြင့်မားသော ပါဝင်မှုများ ထိတွေ့ခြင်းသည် ၎င်း၏ အဏုဇီဝပိုးမွှား ဂုဏ်သတ္တိများကို ခံနိုင်ရည်ရှိသော ဘက်တီးရီးယားများကို ရွေးချယ်နိုင်ပြီး ၎င်းကို ဇီဝြဖစ်ပျက်စေနိုင်ခြင်း သို့မဟုတ် ထုတ်လုပ်နိုင်ခြင်း မလိုအပ်ပါ။ ဥပမာအားဖြင့်၊ Parabacteroides မျိုးစိတ်များစွာသည် PPA နမူနာများတွင် သိသိသာသာ များပြားစွာတွေ့ရှိရသော်လည်း PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှု သို့မဟုတ် ထုတ်လုပ်မှုနှင့် ဆက်စပ်သော မျိုးဗီဇများကို မတွေ့ရှိရပါ (နောက်ဆက်တွဲဇယား ၂၊ ၄ နှင့် ၅)။ ထို့အပြင်၊ အချဉ်ဖောက်ခြင်း ဘေးထွက်ပစ္စည်းအဖြစ် PPA ထုတ်လုပ်မှုသည် ဘက်တီးရီးယားအမျိုးမျိုးတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် ဖြန့်ဝေထားသည် (Gonzalez-Garcia et al., 2017)။ ဘက်တီးရီးယားမျိုးကွဲများ မြင့်မားခြင်းသည် ထိန်းချုပ်နမူနာများတွင် PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုနှင့် ဆက်စပ်သော မျိုးဗီဇများ များပြားခြင်း၏ အကြောင်းရင်းဖြစ်နိုင်သည် (Averina et al., 2020)။ ထို့အပြင်၊ မျိုးဗီဇ ၁၃၃၂ ခုအနက် ၂၇ ခု (၂.၁၄%) သာ PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုနှင့်သာ ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇများဖြစ်သည်ဟု ခန့်မှန်းထားသည်။ PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုနှင့် ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇများစွာသည် အခြားဇီဝြဖစ်ပျက်မှုလမ်းကြောင်းများတွင်လည်း ပါဝင်ပတ်သက်နေသည်။ ၎င်းသည် PPA ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုတွင် ပါဝင်သော မျိုးဗီဇများ များပြားခြင်းသည် ထိန်းချုပ်နမူနာများတွင် မြင့်မားကြောင်း ထပ်မံပြသသည်။ ဤမျိုးဗီဇများသည် ဘေးထွက်ပစ္စည်းအဖြစ် PPA အသုံးပြုမှု သို့မဟုတ် ဖွဲ့စည်းမှုကို မဖြစ်ပေါ်စေသော လမ်းကြောင်းများတွင် လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။ ဤကိစ္စတွင်၊ PPA ထုတ်လုပ်မှုနှင့် ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇတစ်ခုတည်းသာ နမူနာအမျိုးအစားများအကြား များပြားမှုတွင် သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်များကို ပြသခဲ့သည်။ PPA ဇီဝဖြစ်စဉ်နှင့် ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇများနှင့် ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့်၊ PPA ထုတ်လုပ်မှုအတွက် marker မျိုးဗီဇများကို ရွေးချယ်ခဲ့ခြင်းမှာ ၎င်းတို့သည် PPA ထုတ်လုပ်မှုအတွက် ဘက်တီးရီးယားလမ်းကြောင်းတွင် တိုက်ရိုက်ပါဝင်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။ PPA ထိတွေ့ထားသော ကြွက်များတွင် မျိုးစိတ်အားလုံးတွင် PPA ထုတ်လုပ်ရန် ပေါများမှုနှင့် စွမ်းရည် သိသိသာသာ တိုးလာသည်ကို တွေ့ရှိရသည်။ ၎င်းသည် PPA များသည် PPA ထုတ်လုပ်သူများကို ရွေးချယ်မည်ဖြစ်ပြီး ထို့ကြောင့် PPA ထုတ်လုပ်မှုစွမ်းရည် တိုးလာမည်ဟု ခန့်မှန်းသည်ဟူသော ခန့်မှန်းချက်ကို ထောက်ခံသည်။ သို့သော် မျိုးဗီဇပေါများမှုသည် မျိုးဗီဇဖော်ပြမှုနှင့် ဆက်စပ်မှုမရှိပါ။ ထို့ကြောင့် PPA ဇီဝဖြစ်စဉ်နှင့် ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇပေါများမှုသည် ထိန်းချုပ်နမူနာများတွင် ပိုမိုမြင့်မားသော်လည်း ဖော်ပြမှုနှုန်းသည် ကွဲပြားနိုင်သည် (Shi et al., 2014)။ PPA ထုတ်လုပ်သော မျိုးဗီဇများ၏ ပျံ့နှံ့မှုနှင့် PPA ထုတ်လုပ်မှုအကြား ဆက်နွယ်မှုကို အတည်ပြုရန်အတွက် PPA ထုတ်လုပ်မှုတွင် ပါဝင်သော မျိုးဗီဇများ၏ ဖော်ပြမှုကို လေ့လာမှုများ လိုအပ်ပါသည်။
PPA နှင့် ထိန်းချုပ် metagenomes များ၏ လုပ်ဆောင်ချက်ဆိုင်ရာ မှတ်ချက်ပေးချက်က ကွဲပြားချက်အချို့ကို ဖော်ပြသည်။ မျိုးဗီဇပါဝင်မှု၏ PCA ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုတွင် PPA နှင့် ထိန်းချုပ်နမူနာများအကြား သီးခြား cluster များကို ဖော်ထုတ်တွေ့ရှိခဲ့သည် (ပုံ ၅)။ နမူနာအတွင်း clustering သည် ထိန်းချုပ်မျိုးဗီဇပါဝင်မှုမှာ ပိုမိုကွဲပြားပြီး PPA နမူနာများသည် အတူတကွ clustering ဖြစ်ကြောင်း ဖော်ပြသည်။ မျိုးဗီဇပါဝင်မှုအလိုက် clustering သည် မျိုးစိတ်ဖွဲ့စည်းမှုအလိုက် clustering နှင့် နှိုင်းယှဉ်နိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် လမ်းကြောင်းပေါများမှုတွင် ကွာခြားချက်များသည် ၎င်းတို့အတွင်းရှိ သီးခြားမျိုးစိတ်များနှင့် မျိုးကွဲများ၏ ပေါများမှုပြောင်းလဲမှုများနှင့် ကိုက်ညီပါသည်။ PPA နမူနာများတွင်၊ သိသိသာသာ ပေါများသော လမ်းကြောင်းနှစ်ခုသည် aminosugar/nucleotide သကြားဇီဝြဖစ်ပျက်မှု (ko:K21279) နှင့် lipid ဇီဝြဖစ်ပျက်မှုလမ်းကြောင်းများစွာ (ko:K00647၊ ko:K03801; ဖြည့်စွက်ဇယား ၃) နှင့် ဆက်စပ်နေသည်။ ko:K21279 နှင့် ဆက်စပ်နေသော မျိုးဗီဇများသည် PPA နမူနာများတွင် မျိုးစိတ်အရေအတွက် သိသိသာသာ ပိုများသော မျိုးစုများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည့် Bacteroides မျိုးစုနှင့် ဆက်စပ်နေကြောင်း သိရှိကြသည်။ ဤအင်ဇိုင်းသည် capsular polysaccharides များကို ဖော်ပြခြင်းဖြင့် ကိုယ်ခံအားတုံ့ပြန်မှုကို ရှောင်ရှားနိုင်သည် (Wang et al., 2008)။ ၎င်းသည် PPA ထိတွေ့ထားသော ကြွက်များတွင် တွေ့ရှိရသော Bacteroidetes တိုးလာရခြင်း၏ အကြောင်းရင်း ဖြစ်နိုင်သည်။ ၎င်းသည် PPA အဏုဇီဝပိုးမွှားတွင် တွေ့ရှိရသော ဖက်တီးအက်ဆစ် ပေါင်းစပ်မှု တိုးလာမှုကို ဖြည့်စွက်ပေးသည်။ ဘက်တီးရီးယားများသည် FASIIko:K00647 (fabB) လမ်းကြောင်းကို အသုံးပြု၍ ဖက်တီးအက်ဆစ်များ ထုတ်လုပ်ပေးပြီး ၎င်းသည် အိမ်ရှင်ဇီဝဖြစ်စဉ်လမ်းကြောင်းများကို လွှမ်းမိုးနိုင်သည် (Yao and Rock, 2015; Johnson et al., 2020)၊ လစ်ပစ်ဇီဝဖြစ်စဉ်ပြောင်းလဲမှုများသည် အာရုံကြောဖွံ့ဖြိုးမှုတွင် အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်နိုင်သည် (Yu et al., 2020)။ PPA နမူနာများတွင် ပေါများမှု တိုးလာသည်ကို ပြသသည့် နောက်ထပ်လမ်းကြောင်းတစ်ခုမှာ စတီးရွိုက်ဟော်မုန်း ဇီဝပေါင်းစပ်မှု (ko:K12343)။ အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများ၏ ဟော်မုန်းအဆင့်များကို လွှမ်းမိုးနိုင်စွမ်းနှင့် ဟော်မုန်းများ၏ လွှမ်းမိုးမှုကို ခံရနိုင်စွမ်းတို့အကြား ပြောင်းပြန်ဆက်နွယ်မှုရှိကြောင်း အထောက်အထားများ တိုးပွားလာနေပြီး စတီးရွိုက်အဆင့်များ မြင့်မားလာခြင်းသည် ကျန်းမာရေးနောက်ဆက်တွဲ အကျိုးဆက်များ ရှိနိုင်သည် (Tetel et al., 2018)။
ဤလေ့လာမှုသည် ကန့်သတ်ချက်များနှင့် ထည့်သွင်းစဉ်းစားရမည့်အချက်များ မရှိပါ။ အရေးကြီးသော ခြားနားချက်တစ်ခုမှာ ကျွန်ုပ်တို့သည် တိရစ္ဆာန်များ၏ ဇီဝကမ္မဗေဒဆိုင်ရာ အကဲဖြတ်မှုများကို မပြုလုပ်ခဲ့ပါ။ ထို့ကြောင့်၊ အဏုဇီဝပိုးမွှားများတွင် ပြောင်းလဲမှုများသည် မည်သည့်ရောဂါနှင့်မဆို ဆက်စပ်မှုရှိမရှိကို တိုက်ရိုက်ကောက်ချက်ချရန် မဖြစ်နိုင်ပါ။ နောက်ထပ်ထည့်သွင်းစဉ်းစားရမည့်အချက်မှာ ဤလေ့လာမှုတွင် ကြွက်များကို ၎င်းတို့၏မိခင်များကဲ့သို့ပင် အစားအစာတူညီစွာ ကျွေးမွေးခဲ့ခြင်းပင်ဖြစ်သည်။ အနာဂတ်လေ့လာမှုများသည် PPA ကြွယ်ဝသော အစားအစာမှ PPA ကင်းစင်သော အစားအစာသို့ ပြောင်းလဲခြင်းသည် အဏုဇီဝပိုးမွှားအပေါ် ၎င်း၏အကျိုးသက်ရောက်မှုများကို တိုးတက်ကောင်းမွန်စေမှု ရှိ၊ မရှိကို ဆုံးဖြတ်နိုင်သည်။ အခြားလေ့လာမှုများစွာကဲ့သို့ပင် ကျွန်ုပ်တို့၏လေ့လာမှု၏ ကန့်သတ်ချက်တစ်ခုမှာ နမူနာအရွယ်အစား အကန့်အသတ်ရှိသည်။ မှန်ကန်သော နိဂုံးချုပ်ချက်များကို ရေးဆွဲနိုင်သော်လည်း၊ နမူနာအရွယ်အစား ပိုများခြင်းသည် ရလဒ်များကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာသောအခါတွင် ပိုမိုကြီးမားသော စာရင်းအင်းစွမ်းအားကို ပေးစွမ်းမည်ဖြစ်သည်။ အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများတွင် ပြောင်းလဲမှုများနှင့် မည်သည့်ရောဂါမဆိုအကြား ဆက်စပ်မှုနှင့်ပတ်သက်၍ နိဂုံးချုပ်ရာတွင်လည်း ကျွန်ုပ်တို့ သတိထားပါသည် (Yap et al., 2021)။ အသက်၊ ကျားမနှင့် အစားအစာကဲ့သို့သော ရှုပ်ထွေးသောအချက်များသည် အဏုဇီဝပိုးမွှားများ၏ ဖွဲ့စည်းမှုကို သိသိသာသာ လွှမ်းမိုးနိုင်သည်။ ဤအချက်များသည် အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများနှင့် ရှုပ်ထွေးသောရောဂါများ ဆက်စပ်မှုနှင့်ပတ်သက်သည့် စာပေများတွင် တွေ့ရှိရသည့် မကိုက်ညီမှုများကို ရှင်းပြနိုင်ပါသည် (Johnson et al., 2019; Lagod and Naser, 2023)။ ဥပမာအားဖြင့်၊ Bacteroidetes မျိုးစိတ်ဝင်များသည် ASD ရှိသော တိရစ္ဆာန်များနှင့် လူသားများတွင် တိုးလာခြင်း သို့မဟုတ် လျော့နည်းသွားကြောင်း ပြသထားသည် (Angelis et al., 2013; Kushak et al., 2017)။ အလားတူပင်၊ ရောင်ရမ်းသော အူလမ်းကြောင်းရောဂါရှိသော လူနာများတွင် အူလမ်းကြောင်းဖွဲ့စည်းမှုကို လေ့လာမှုများအရ တူညီသော အမျိုးအစားများတွင် တိုးလာခြင်းနှင့် လျော့နည်းသွားခြင်း နှစ်မျိုးလုံးကို တွေ့ရှိခဲ့သည် (Walters et al., 2014; Forbes et al., 2018; Upadhyay et al., 2023)။ ကျား၊မ ဘက်လိုက်မှု၏ သက်ရောက်မှုကို ကန့်သတ်ရန်အတွက်၊ ကွဲပြားခြားနားမှုများသည် အစားအသောက်ကြောင့် အများဆုံးဖြစ်နိုင်ခြေရှိစေရန် လိင်များကို ညီမျှစွာကိုယ်စားပြုမှုကို သေချာစေရန် ကျွန်ုပ်တို့ကြိုးစားခဲ့သည်။ လုပ်ဆောင်ချက်ဆိုင်ရာ မှတ်ချက်ပေးခြင်း၏ စိန်ခေါ်မှုတစ်ခုမှာ မလိုအပ်သော မျိုးရိုးဗီဇ အစီအစဉ်များကို ဖယ်ရှားခြင်းဖြစ်သည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ မျိုးရိုးဗီဇ clustering နည်းလမ်းသည် မှားယွင်းသော clustering ကို ဖယ်ရှားရန် 95% sequence identity နှင့် 85% အရှည် ဆင်တူမှုအပြင် 90% alignment coverage လိုအပ်သည်။ သို့သော်၊ အချို့ကိစ္စများတွင်၊ တူညီသော မှတ်ချက်များ (ဥပမာ၊ MUT) ရှိသော COG များကို ကျွန်ုပ်တို့ တွေ့ရှိခဲ့သည် (ပုံ ၆)။ ဤအော်သိုလော့ဂ်များသည် ထူးခြားသည်၊ သီးခြားမျိုးစုများနှင့် ဆက်စပ်နေသည်၊ သို့မဟုတ် ၎င်းသည် မျိုးဗီဇအုပ်စုဖွဲ့ခြင်းချဉ်းကပ်မှု၏ ကန့်သတ်ချက်တစ်ခုဟုတ်မဟုတ် ဆုံးဖြတ်ရန် နောက်ထပ်လေ့လာမှုများ လိုအပ်ပါသည်။ လုပ်ဆောင်နိုင်စွမ်း မှတ်ချက်ပေးခြင်း၏ နောက်ထပ်ကန့်သတ်ချက်တစ်ခုမှာ ဖြစ်နိုင်ခြေရှိသော အမျိုးအစားမှားယွင်းမှုဖြစ်သည်။ ဘက်တီးရီးယားမျိုးဗီဇ mmdA သည် propionate ပေါင်းစပ်မှုတွင် ပါဝင်သော လူသိများသော အင်ဇိုင်းတစ်ခုဖြစ်သော်လည်း KEGG သည် ၎င်းကို propionate ဇီဝဖြစ်စဉ်လမ်းကြောင်းနှင့် မဆက်စပ်ပါ။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့် scpB နှင့် mmcD အော်သိုလော့ဂ်များသည် ဆက်စပ်နေပါသည်။ သတ်မှတ်ထားသော knockouts မပါသော မျိုးဗီဇအရေအတွက် များပြားခြင်းသည် မျိုးဗီဇပေါများမှုကို အကဲဖြတ်ရာတွင် PPA နှင့် ဆက်စပ်သော မျိုးဗီဇများကို ခွဲခြားသတ်မှတ်နိုင်စွမ်းမရှိခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။ အနာဂတ်လေ့လာမှုများသည် အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများ၏ လုပ်ဆောင်နိုင်စွမ်းဆိုင်ရာ ဝိသေသလက္ခဏာများကို ပိုမိုနက်ရှိုင်းစွာ နားလည်စေပြီး မျိုးဗီဇဖော်ပြမှုကို အလားအလာရှိသော နောက်ဆက်တွဲအကျိုးသက်ရောက်မှုများနှင့် ချိတ်ဆက်ပေးနိုင်သည့် metatranscriptome ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုမှ အကျိုးကျေးဇူးရရှိမည်ဖြစ်သည်။ သီးခြား အာရုံကြောဖွံ့ဖြိုးမှုဆိုင်ရာရောဂါများ သို့မဟုတ် ရောင်ရမ်းအူလမ်းကြောင်းရောဂါများပါဝင်သည့် လေ့လာမှုများအတွက် အဏုဇီဝပိုးမွှားဖွဲ့စည်းမှုတွင် ပြောင်းလဲမှုများကို ဤရောဂါများနှင့် ချိတ်ဆက်ရန် တိရစ္ဆာန်များ၏ ဇီဝကမ္မဗေဒနှင့် အပြုအမူဆိုင်ရာ အကဲဖြတ်မှုများ လိုအပ်ပါသည်။ ပိုးမွှားကင်းစင်သော ကြွက်များထဲသို့ အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများကို အစားထိုးခြင်းဆိုင်ရာ နောက်ထပ်လေ့လာမှုများသည် အဏုဇီဝပိုးမွှားသည် ရောဂါ၏ မောင်းနှင်အား သို့မဟုတ် ဝိသေသလက္ခဏာတစ်ခု ဟုတ်မဟုတ် ဆုံးဖြတ်ရန်လည်း အသုံးဝင်ပါသည်။
အကျဉ်းချုပ်အားဖြင့်၊ အစားအသောက် PPA သည် အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများ၏ ပါဝင်မှုကို ပြောင်းလဲစေသည့် အချက်တစ်ခုအဖြစ် လုပ်ဆောင်ကြောင်း ကျွန်ုပ်တို့ သရုပ်ပြခဲ့ပါသည်။ PPA သည် FDA မှ အတည်ပြုထားသော တာရှည်ခံပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး အစားအစာအမျိုးမျိုးတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်တွေ့ရှိရပြီး ရေရှည်ထိတွေ့မှုရှိပါက ပုံမှန်အူလမ်းကြောင်း ပိုးမွှားများကို အနှောင့်အယှက်ဖြစ်စေနိုင်သည်။ ဘက်တီးရီးယားများစွာ၏ ပေါများမှုတွင် ပြောင်းလဲမှုများကို ကျွန်ုပ်တို့တွေ့ရှိခဲ့ပြီး PPA သည် အူလမ်းကြောင်း အဏုဇီဝပိုးမွှားများ၏ ပါဝင်မှုကို လွှမ်းမိုးနိုင်ကြောင်း အကြံပြုထားသည်။ အဏုဇီဝပိုးမွှားများတွင် ပြောင်းလဲမှုများသည် အချို့သော ဇီဝဖြစ်စဉ်လမ်းကြောင်းများ၏ အဆင့်များတွင် ပြောင်းလဲမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်ပြီး ၎င်းသည် အိမ်ရှင်ကျန်းမာရေးနှင့် သက်ဆိုင်သည့် ဇီဝကမ္မဆိုင်ရာ ပြောင်းလဲမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။ အဏုဇီဝပိုးမွှားပါဝင်မှုအပေါ် အစားအသောက် PPA ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုများသည် dysbiosis သို့မဟုတ် အခြားရောဂါများကို ဖြစ်စေနိုင်ခြင်း ရှိ၊ မရှိ ဆုံးဖြတ်ရန် နောက်ထပ်လေ့လာမှုများ လိုအပ်ပါသည်။ ဤလေ့လာမှုသည် အူလမ်းကြောင်း ပါဝင်မှုအပေါ် PPA ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုများသည် လူ့ကျန်းမာရေးကို မည်သို့အကျိုးသက်ရောက်နိုင်သည်ဆိုသည့် အနာဂတ်လေ့လာမှုများအတွက် အုတ်မြစ်ချပေးပါသည်။
ဤလေ့လာမှုတွင် တင်ပြထားသော dataset များကို အွန်လိုင်း repositories များတွင် ရရှိနိုင်ပါသည်။ repository အမည်နှင့် accession နံပါတ်မှာ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/, PRJNA1092431 ဖြစ်သည်။
ဤတိရစ္ဆာန်လေ့လာမှုကို ဗဟိုဖလော်ရီဒါတက္ကသိုလ် အဖွဲ့အစည်းဆိုင်ရာ တိရစ္ဆာန်စောင့်ရှောက်မှုနှင့် အသုံးပြုမှုကော်မတီ (UCF-IACUC) မှ အတည်ပြုခဲ့သည် (တိရစ္ဆာန်အသုံးပြုမှု ခွင့်ပြုချက်နံပါတ်- PROTO202000002)။ ဤလေ့လာမှုသည် ဒေသဆိုင်ရာဥပဒေများ၊ စည်းမျဉ်းများနှင့် အဖွဲ့အစည်းဆိုင်ရာ လိုအပ်ချက်များနှင့် ကိုက်ညီပါသည်။
NG: Conceptualization, Data curation, Formal analysis, Investigation, Methodology, Software, Visualization, Writing (မူရင်းမူကြမ်း)၊ Writing (ပြန်လည်သုံးသပ်ခြင်းနှင့် တည်းဖြတ်ခြင်း)။ LA: Conceptualization, Data curation, Methodology, Resources, Writing (ပြန်လည်သုံးသပ်ခြင်းနှင့် တည်းဖြတ်ခြင်း)။ SH: Formal analysis, Software, Writing (ပြန်လည်သုံးသပ်ခြင်းနှင့် တည်းဖြတ်ခြင်း)။ SA: Investigation, Writing (ပြန်လည်သုံးသပ်ခြင်းနှင့် တည်းဖြတ်ခြင်း)။ Chief Judge: Investigation, Writing (ပြန်လည်သုံးသပ်ခြင်းနှင့် တည်းဖြတ်ခြင်း)။ SN: Conceptualization, Project administration, Resources, Supervision, Writing (ပြန်လည်သုံးသပ်ခြင်းနှင့် တည်းဖြတ်ခြင်း)။ TA: Conceptualization, Project administration, Supervision, Writing (ပြန်လည်သုံးသပ်ခြင်းနှင့် တည်းဖြတ်ခြင်း)။
ဤဆောင်းပါး၏ သုတေသန၊ စာရေးခြင်းနှင့်/သို့မဟုတ် ထုတ်ဝေခြင်းအတွက် ငွေကြေးထောက်ပံ့မှု မရရှိခဲ့ကြောင်း စာရေးသူများက ကြေညာခဲ့သည်။
အကျိုးစီးပွား ပဋိပက္ခဖြစ်နိုင်ခြေရှိသည်ဟု ယူဆနိုင်သည့် မည်သည့်ကုန်သွယ်ရေး သို့မဟုတ် ငွေကြေးဆိုင်ရာ ဆက်နွယ်မှုများမှ မပါဘဲ သုတေသနကို ပြုလုပ်ခဲ့ကြောင်း စာရေးသူများက ကြေငြာပါသည်။ သက်ဆိုင်မှုမရှိပါ။
ဤဆောင်းပါးတွင် ဖော်ပြထားသော ထင်မြင်ယူဆချက်အားလုံးသည် စာရေးသူများ၏ ထင်မြင်ယူဆချက်များသာဖြစ်ပြီး ၎င်းတို့၏ အဖွဲ့အစည်းများ၊ ထုတ်ဝေသူများ၊ အယ်ဒီတာများ သို့မဟုတ် ပြန်လည်သုံးသပ်သူများ၏ ထင်မြင်ယူဆချက်များကို ထင်ဟပ်ခြင်းမဟုတ်ပါ။ ဤဆောင်းပါးတွင် အကဲဖြတ်ထားသော မည်သည့်ထုတ်ကုန်များ သို့မဟုတ် ၎င်းတို့၏ ထုတ်လုပ်သူများ ပြုလုပ်သော မည်သည့်တောင်းဆိုချက်များကိုမဆို ထုတ်ဝေသူမှ အာမမခံ သို့မဟုတ် ထောက်ခံခြင်း မရှိပါ။
ဤဆောင်းပါးအတွက် ဖြည့်စွက်အချက်အလက်များကို အွန်လိုင်းတွင် ရှာဖွေနိုင်ပါသည်- https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frmbi.2024.1451735/full#supplementary-material
Abdelli LS, Samsam A, Nasser SA (၂၀၁၉)။ ပရိုပီယွန်နစ်အက်ဆစ်သည် အော်တစ်ဇင်ရောဂါများတွင် PTEN/AKT လမ်းကြောင်းကို ထိန်းညှိပေးခြင်းဖြင့် gliosis နှင့် neuroinflammation ကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ Scientific reports 9, 8824–8824. doi: 10.1038/s41598-019-45348-z
Aitchison, J. (၁၉၈၂)။ ဖွဲ့စည်းမှုဆိုင်ရာ အချက်အလက်များ၏ စာရင်းအင်း ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှု။ JR Stat Soc Ser B Methodol. ၄၄၊ ၁၃၉–၁၆၀။ doi: 10.1111/j.2517-6161.1982.tb01195.x
Ahn J, Kwon H, Kim YJ (၂၀၂၃)။ ရင်သားကင်ဆာအတွက် အန္တရာယ်အချက်တစ်ခုအဖြစ် Firmicutes/Bacteroidetes အချိုး။ Journal of Clinical Medicine, 12, 2216။ doi: 10.3390/jcm12062216
Anders S., Huber W. (၂၀၁၀)။ အစီအစဉ်ရေတွက်မှုဒေတာ၏ ကွဲပြားသောဖော်ပြချက်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း။ Nat Prev. ၁–၁၊ ၁–၁၀။ doi: 10.1038/npre.2010.4282.1
Angelis, MD, Piccolo, M., Vannini, L., Siragusa, S., Giacomo, AD, Serrazanetti, DI, et al. (၂၀၁၃)။ အခြားနည်းဖြင့် သတ်မှတ်ထားခြင်းမရှိသော အော်တစ်ဇင်နှင့် ကျယ်ပြန့်သော ဖွံ့ဖြိုးမှုဆိုင်ရာရောဂါရှိသော ကလေးများတွင် မစင်အဏုဇီဝပိုးမွှားများနှင့် ဇီဝဖြစ်စဉ်ဆိုင်ရာ ဖြစ်စဉ်။ PloS One 8, e76993. doi: 10.1371/journal.pone.0076993
Averina OV, Kovtun AS, Polyakova SI, Savilova AM, Rebrikov DV, Danilenko VN (၂၀၂၀)။ အော်တစ်ဇင်ရောဂါရှိသော ကလေးငယ်များတွင် အူလမ်းကြောင်းရှိ အဏုဇီဝများ၏ ဘက်တီးရီးယား အာရုံကြောဆိုင်ရာ ဇီဝဖြစ်စဉ်ဆိုင်ရာ ဝိသေသလက္ခဏာများ။ Journal of Medical Microbiology 69, 558–571။ doi: 10.1099/jmm.0.001178
Baquero F., Nombela K. (၂၀၁၂)။ လူ့အင်္ဂါအစိတ်အပိုင်းတစ်ခုအနေဖြင့် အဏုဇီဝပိုးမွှားများ။ Clinical Microbiology and Infection ၁၈၊ ၂–၄။ doi: 10.1111/j.1469-0691.2012.03916.x
Baur T.၊ Dürre P. (၂၀၂၃)။ ပရိုပီယွန်နစ်အက်ဆစ်ထုတ်လုပ်သော ဘက်တီးရီးယားများ၏ ဇီဝကမ္မဗေဒဆိုင်ရာ အသိအမြင်အသစ်များ- Anaerotignum propionicum နှင့် Anaerotignum neopropionicum (ယခင် Clostridium propionicum နှင့် Clostridium neopropionicum)။ Microorganisms 11, 685။ doi: 10.3390/microorganisms11030685
Bazer FW၊ Spencer TE၊ Wu G၊ Cudd TA၊ Meininger SJ (2004)။ မိခင်အာဟာရနှင့် သန္ဓေသားဖွံ့ဖြိုးမှု။ J Nutr ၁၃၄၊ ၂၁၆၉–၂၁၇၂။ doi: 10.1093/jn/134.9.2169
Benjamini, Y., နှင့် Hochberg, J. (1995). မှားယွင်းသောအပြုသဘောနှုန်းကိုထိန်းချုပ်ခြင်း- ဘက်စုံစမ်းသပ်မှုအတွက် လက်တွေ့ကျပြီး ထိရောက်သောချဉ်းကပ်မှု။ JR Stat Soc Ser B Methodol. 57, 289–300. doi: 10.1111/j.2517-6161.1995.tb02031.x