PURPOSE Pyroptosis, a form of inflammatory programmed cell death, is activated in diabetic patients. This study was conducted to investigate the effects of daily consumption of sodium butyrate (NaBut) and high-performance (HP) inulin supplementation, individually or in combination, on the expression of pyroptosis-related genes, microRNA (miR) 146a-5p, miR-9-5p and biomarkers of oxidative stress in patients with type 2 diabetes (T2DM). METHODS In this study, we conducted a randomized, double-blinded, placebo-controlled clinical involving sixty patients with type 2 diabetes. Participants received 600 mg/d of NaBut (group A), 10 g/d of HP inulin (group B), 600 mg/d of NaBut + 10 g/d of HP inulin (group C) or placebo (group D) for 45 consecutive days. We assessed the pyroptosis-related genes mRNA expression in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs), as well as the plasmatic levels of miR-146a and miR-9 before and after the intervention. Moreover, blood samples of the patients at baseline and following the intervention were tested for total antioxidant capacity (TAC), superoxide dismutase (SOD) and catalase levels using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). This study was registered on the Iranian Registry of Clinical Trials website (identifier: IRCT201605262017N29; https://www.irct.ir/). RESULTS Following butyrate supplementation, the relative expression levels of TLR2/4, NF-κB1, Caspase-1, NLRP3, IL-1β & IL-18 were significantly downregulated (p < 0.05). Furthermore, butyrate and concomitant use of butyrate and inulin caused a significant increase in the fold change of miR-146a and miR-9 compared with the placebo group (p < 0.05). Interestingly, the changes in total antioxidant capacity (p = 0.047) and superoxide dismutase (p = 0.006) were significantly increased after butyrate and concomitant use of butyrate and inulin supplement, respectively. CONCLUSION In summary, the change in expression level of miR-146a-5p and miR-9-5p due to butyrate supplementation may have a pivotal role in alleviating of diabetes via inhibiting pyroptosis by targeting TLR2 and NF-κB1. These microRNAs might be considered as potential therapeutic targets in the treatment of type 2 diabetes but further researches is required to prove the link.

中文翻译：

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口服丁酸盐和菊粉补充剂对 2 型糖尿病炎症诱导的细胞焦亡途径的影响：一项随机、双盲、安慰剂对照试验

目的 Pyroptosis 是一种炎症性程序性细胞死亡，在糖尿病患者中被激活。本研究旨在研究每日摄入丁酸钠 (NaBut) 和高性能 (HP) 菊粉补充剂（单独或联合）对细胞焦亡相关基因 microRNA (miR) 146a-5p、miR 表达的影响-9-5p 和 2 型糖尿病 (T2DM) 患者氧化应激的生物标志物。方法 在这项研究中，我们进行了一项随机、双盲、安慰剂对照的临床试验，涉及 60 名 2 型糖尿病患者。参与者接受 600 mg/d NaBut（A 组）、10 g/d HP 菊粉（B 组）、600 mg/d NaBut + 10 g/d HP 菊粉（C 组）或安慰剂（D 组）连续45天。我们评估了外周血单核细胞（PBMC）中焦亡相关基因 mRNA 的表达，以及干预前后 miR-146a 和 miR-9 的血浆水平。此外，使用酶联免疫吸附试验 (ELISA) 测试基线和干预后患者的血液样本的总抗氧化能力 (TAC)、超氧化物歧化酶 (SOD) 和过氧化氢酶水平。本研究已在伊朗临床试验注册网站（标识符：IRCT201605262017N29；https://www.irct.ir/）上注册。结果补充丁酸后，TLR2/4、NF-κB1、Caspase-1、NLRP3、IL-1β和IL-18的相对表达水平显着下调（p < 0.05）。此外，与安慰剂组相比，丁酸盐和同时使用丁酸盐和菊粉导致 miR-146a 和 miR-9 的倍数变化显着增加（p < 0.05）。有趣的是，在丁酸盐和同时使用丁酸盐和菊粉补充剂后，总抗氧化能力（p = 0.047）和超氧化物歧化酶（p = 0.006）的变化分别显着增加。结论 综上所述，补充丁酸盐引起的 miR-146a-5p 和 miR-9-5p 表达水平的变化可能通过靶向 TLR2 和 NF-κB1 抑制细胞焦亡在缓解糖尿病中起关键作用。这些 microRNA 可能被认为是治疗 2 型糖尿病的潜在治疗靶点，但需要进一步的研究来证明这种联系。丁酸盐和同时使用丁酸盐和菊粉补充剂后，总抗氧化能力（p = 0.047）和超氧化物歧化酶（p = 0.006）的变化分别显着增加。结论 综上所述，补充丁酸盐引起的 miR-146a-5p 和 miR-9-5p 表达水平的变化可能通过靶向 TLR2 和 NF-κB1 抑制细胞焦亡在缓解糖尿病中起关键作用。这些 microRNA 可能被认为是治疗 2 型糖尿病的潜在治疗靶点，但需要进一步的研究来证明这种联系。丁酸盐和同时使用丁酸盐和菊粉补充剂后，总抗氧化能力（p = 0.047）和超氧化物歧化酶（p = 0.006）的变化分别显着增加。结论 综上所述，补充丁酸盐引起的 miR-146a-5p 和 miR-9-5p 表达水平的变化可能通过靶向 TLR2 和 NF-κB1 抑制细胞焦亡在缓解糖尿病中起关键作用。这些 microRNA 可能被认为是治疗 2 型糖尿病的潜在治疗靶点，但需要进一步的研究来证明这种联系。补充丁酸盐引起的 miR-146a-5p 和 miR-9-5p 表达水平的变化可能通过靶向 TLR2 和 NF-κB1 抑制细胞焦亡在缓解糖尿病中起关键作用。这些 microRNA 可能被认为是治疗 2 型糖尿病的潜在治疗靶点，但需要进一步的研究来证明这种联系。补充丁酸盐引起的 miR-146a-5p 和 miR-9-5p 表达水平的变化可能通过靶向 TLR2 和 NF-κB1 抑制细胞焦亡在缓解糖尿病中起关键作用。这些 microRNA 可能被认为是治疗 2 型糖尿病的潜在治疗靶点，但需要进一步的研究来证明这种联系。