新生児の食事は豚モデルにおける循環器系 miRNA プロファイルに影響を与える

Neonatal Diet Impacts Circulatory miRNA Profile in a Porcine Model.

• Laura E Carr
• Anne K Bowlin
• Ahmed A Elolimy
• Stephanie D Byrum
• Charity L Washam
• Christopher E Randolph
• Stewart L MacLeod
• Laxmi Yeruva

抄録

母乳中に存在するmiRNAは、エクソソーム内で保護されているため、凍結融解、RNase処理、低pHに対して非常に安定である。miRNAは、免疫経路を含むいくつかの生理学的および病理学的プロセスの調節に関与しており、我々は、ヒトミルク（HM）を給与した子豚において、乳製品をベースとした粉ミルク（MF）と比較してワクチンに対する免疫応答が良好であることを実証してきた。新生児期の食事が循環性 miRNA 発現に影響を与えるかどうかを理解するために、新生児期の食事中に HM または MF を給与した子豚を対象に、生後 21 日目（PND）および離乳後 35 日目（PND）および 51 日目（PND）の固形飼料への移行時に血清 miRNA 発現を評価した。MFを給与した子豚では、PND 21でHMを給与した子豚と比較して、14のmiRNAの発現が増加し、10のmiRNAの発現が減少した。PND 35では、HM群と比較して、MF群では9個のmiRNAがダウンレギュレーションされていた。PND 51では、HMと比較して10個のmiRNAが減少し、17個のmiRNAがMFで増加したが、新生児食の持続的な効果を示唆している。miR-199aとmiR-199bはHMと比較してMFでPND 51で増加したが、Let-7はPND 35で減少した。パスウェイ解析の結果、多くのmiRNAが免疫機能に関与していることが示唆された。結論として、PND21とPND51の両方で血中miRNAの発現に差が見られた。母乳中に検出されたmiRNAは、MF群では血清中で減少しており、PND21では食事が循環するmiRNAプロファイルに影響を与えていることが示唆された。PND 51でもmiRNAは変化し続けており、新生児期の食事の持続的な影響を示唆している。子豚はPND 51の収集に至るまで同じ固形飼料を与えられたので、循環中のmiRNAのソースを評価する必要があります。結論として、HMの食事は、miRNAプロファイルに即時かつ持続的な効果を持っているようであり、おそらく免疫系に影響を与える経路を調節し、母乳で育てられた乳児に利益をもたらす。

microRNAs (miRNAs) are conserved non-coding small nucleotide molecules found in nearly all species and breastmilk. miRNAs present in breastmilk are very stable to freeze-thaw, RNase treatment, and low pH as they are protected inside exosomes. They are involved in regulating several physiologic and pathologic processes, including immunologic pathways, and we have demonstrated better immune response to vaccines in piglets fed with human milk (HM) in comparison to dairy-based formula (MF). To understand if neonatal diet impacts circulatory miRNA expression, serum miRNA expression was evaluated in piglets fed HM or MF while on their neonatal diet at postnatal day (PND) 21 and post-weaning to solid diet at PND 35 and 51. MF fed piglets showed increased expression of 14 miRNAs and decreased expression of 10 miRNAs, relative to HM fed piglets at PND 21. At PND 35, 9 miRNAs were downregulated in the MF compared to the HM group. At PND 51, 10 miRNAs were decreased and 17 were increased in the MF relative to HM suggesting the persistent effect of neonatal diet. miR-148 and miR-181 were decreased in MF compared to HM at PND 21. Let-7 was decreased at PND 35 while miR-199a and miR-199b were increased at PND 51 in MF compared to HM. Pathway analysis suggested that many of the miRNAs are involved in immune function. In conclusion, we observed differential expression of blood miRNAs at both PND 21 and PND 51. miRNA found in breastmilk were decreased in the serum of the MF group, suggesting that diet impacts circulating miRNA profiles at PND 21. The miRNAs continue to be altered at PND 51 suggesting a persistent effect of the neonatal diet. The sources of miRNAs in circulation need to be evaluated, as the piglets were fed the same solid diet leading up to PND 51 collections. In conclusion, the HM diet appears to have an immediate and persistent effect on the miRNA profile and likely regulates the pathways that impact the immune system and pose benefits to breastfed infants.

Copyright © 2020 Carr, Bowlin, Elolimy, Byrum, Washam, Randolph, MacLeod and Yeruva.