《Medical Hypotheses》:Potential role of microalgae in delaying early menarche in girls with central precocious puberty
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中枢性早熟(CPP)的肠道菌群失调与微藻干预机制研究。肠道菌群通过“肠-内分泌轴”影响性激素代谢,导致儿童性早熟。微藻兼具益生菌/益生元特性,可调节肠道菌群稳态及性激素生物转化,可能成为营养干预新策略。动物实验拟检测miR-30b、kisspeptin等生物标志物以验证疗效。
莫妮卡·古拉蒂(Monica Gulati)|布平德·卡普尔(Bhupinder Kapoor)|玛丽特扎·格雷罗·巴拉雷斯(Maritza Guerrero Barrantes)|迪娜·库马拉·萨里(Dina Keumala Sari)|加亚尼·伊曼蒂卡·迪亚斯(Gayani Imanthika Dias)|伊万·萨拉萨尔·张(Ivan Salazar Chang)|萨钦·库马尔·辛格(Sachin Kumar Singh)
印度旁遮普邦法格瓦拉(Phagwara)的洛维专业大学(Lovely Professional University)药学科学院
摘要
女孩的中心性早熟(Central Precocious Puberty, CPP)的特点是青春期提前开始。在这种情况下,8岁之前会出现乳房发育(thelarche),随后在2-3年内进入月经初潮(menarche)。尽管已经确定了一些环境、遗传和激素因素的影响,但在许多病例中,其确切病因仍然难以确定。肠道微生物组(gut microbiome, GM)与早熟之间的联系已被广泛报道,这归因于众所周知的肠道-内分泌轴(gut-endocrine axis)。肠道菌群失调被认为是特发性CPP(Idiopathic CPP, ICPP)的“缺失环节”。因此,已经成功尝试了生物治疗策略,如益生菌疗法、粪便微生物群移植以及饮食干预(例如植物雌激素和多酚)。最近的研究表明,微藻是高质量蛋白质的可持续来源,并具有多种其他益处,这些益处归因于它们的抗炎、抗氧化和抗癌特性。此外,微藻通过发挥双重益生菌和益生元作用以及影响性激素的生物转化,能够恢复肠道微生物组的平衡。因此,微藻本身就成为这一领域的合适候选者。通过整合这些复杂的线索,我们假设在饮食中加入微藻代表了ICPP营养干预的未来方向。通过乳房发育的开始来识别ICPP,可以提醒家长、医生和营养师。在此之后,添加微藻补充剂可能为延迟ICPP儿童的月经初潮提供合理的方法。
引言
青春期发育标志着儿童期的结束和性成熟的开始[1]。这一过程由下丘脑-垂体-性腺轴(hypothalamic-pituitary-gonadal axis)的复杂调控启动[2]。女孩的青春期时间受多种因素影响,包括种族、营养状况、某些环境因素和遗传倾向,这些因素可能导致青春期在正常年龄开始或推迟[3]。
章节摘录
中心性早熟
中心性早熟(CPP)的特点是第二性征(包括乳房发育、阴毛出现和月经初潮)的提前出现,这种现象在全球范围内都有报道[4]。早熟与骨骼成熟加速有关,可能导致成年身高降低[5]。它还可能增加心理社会挑战的风险,如自尊心低下、行为问题、身体形象担忧以及性虐待的脆弱性增加[6][7]。
性激素-肠道微生物组轴
肠道微生物组(GM)与性激素之间的双向复杂关系已被广泛报道[11]。从婴儿期到儿童期,肠道微生物组会发生变化,两种性别的肠道微生物组在青春期开始时存在显著差异,这证明了微生物群与性激素之间存在关联[12]。这些差异体现在微生物组成以及肠道微生物组的α和β多样性上。肠道微生物组在中心性早熟中的作用
尽管肠道微生物组在多囊卵巢综合征、乳腺癌、卵巢癌和子宫内膜异位症等性激素相关疾病中的作用已被广泛报道,但关于肠道微生物组对青春期影响的早期研究始于2010年代末[16]。在过去五年中,肠道菌群失调与月经初潮年龄之间的关系得到了广泛研究。肠道微生物组分泌的短链脂肪酸(SCFAs)被认为可以预防早熟。微藻对肠道微生物组的影响
微藻通常是真核、光合的单细胞微生物,被用于食品、动物饲料和化妆品行业。其中包括绿藻(如小球藻(Chlorella)、杜氏藻(Dunaliella)、斯氏藻(Scenedesmus)、血红球藻(Haematococcus)、衣藻(Chlamydomonas)、葡萄藻(Botryococcus)和绿球藻(Chlorococcum);红藻(如紫球藻(Porphyridium);以及蓝细菌(如螺旋藻(Spirulina platensis,现归类为Arthrospira platensis))。微藻处于益生菌和益生元的交界处,具有多重功能。假设
探索微藻在激素直接生物转化中的作用,以及它们作为益生元和益生菌的潜力,可以为恢复雌激素组的平衡提供理论基础,从而预防ICPP。这可能是早期青春期发病机制领域的一个突破性发现。因此,微藻作为食品补充剂可能在调节这一过程中发挥多方面且未被预见的作用。假设的演变
肠道微生物组、营养、遗传和性激素之间的复杂关系决定了青春期的发展,进而决定了月经初潮的年龄。有趣的是,使用微藻作为营养补充剂的概念,以及它们在女性性激素生物转化中的潜在作用,可以追溯到20世纪90年代初,尽管后者最初是在废水处理的背景下进行研究的[55][56]。从那时起,已经进行了许多相关研究。假设验证
可以通过对哺乳期和断奶后因高脂肪饮食而诱发CPP的小鼠进行临床前研究来验证这一假设,并测量miR-30b、kisspeptin、GPR54、GnRH和MKRN3的表达水平。这些生物标志物的水平在CPP患者中会发生改变,可以作为诊断依据。青春期的启动是由下丘脑释放脉冲式GnRH分泌引起的,而GnRH的分泌受到MKRN3基因编码的Makorin RING finger蛋白3(MKRN3)的调控[59]。miRNAs(小分子RNA)在调节这一过程中起着关键作用。意义
细菌胞外多糖(EPS)以其多样的生物活性而闻名,包括显著的免疫调节和抗菌特性[42]。尽管EPS也表现出益生元活性,但目前没有证据表明它们能通过促进肠道黏液分泌来支持健康微生物群的建立。据我们所知,目前还没有任何营养保健品将细菌EPS作为益生元或后生元成分使用。伦理声明
本研究中不存在需要声明的伦理问题。没有患者数据,也没有进行任何实验。资金支持
本研究未获得公共部门、商业机构或非营利组织的任何特定资助。作者贡献声明
莫妮卡·古拉蒂(Monica Gulati):撰写初稿,概念构思。布平德·卡普尔(Bhupinder Kapoor):资源提供,审稿与编辑。玛丽特扎·格雷罗·巴拉雷斯(Maritza Guerrero Barrantes):概念构思。迪娜·库马拉·萨里(Dina Keumala Sari):资源提供。加亚尼·伊曼蒂卡·迪亚斯(Gayani Imanthika Dias):概念构思。伊万·萨拉萨尔·张(Ivan Salazar Chang):概念构思。萨钦·库马尔·辛格(Sachin Kumar Singh):概念构思。利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。