Indvirkning af Aronia bærforbrug på inflammation, metabolitter og tarmmikrobiomet

For at opfylde disse mål vil et randomiseret, dobbeltblindt, placebokontrolleret klinisk forsøg med Aronia versus placebobehandling i 28-30 dage hos voksne mennesker blive udført. Præ- og post-interventionsvurderinger vil blive foretaget for følgende variabler: sammensætning af tarmmikrobiomet (mikrobielle arter og relativ overflod), tarmmetabolom, postprandial respons af TG, inflammatoriske cytokiner og serummetabolom til en måltidsudfordring med højt fedtindhold ( etableret inflammationsstimulus), fastende serumglukose, lipid, insulin, inflammationsmarkører og metabolom, blodtryk og antropometriske mål, herunder vægt, kropssammensætning, taljeomkreds og mængde af visceralt fedtvæv. Fysisk aktivitet, stillesiddende adfærd og sædvanlig kost vil blive målt, så disse variabler kan bruges til at karakterisere deltagere og hjælpe med analyse og fortolkning af data.

Procedurer:

Postprandiale lipidæmiske og inflammationsreaktioner: Fedtrige måltidsudfordringer med 40 til 100 g diætfedt er en etableret laboratorietest til at måle både postprandiale triglyceridæmiske og inflammationsreaktioner. Efterforskere har brugt en dosis på 50 g fedt leveret i form af smør på toast på > 50 individer, fordi denne særlige dosis er effektiv til at skelne mellem lavt versus højt TG og inflammationsrespondere. Kort fortalt vil deltagerne rapportere til laboratoriet efter en faste natten over, og blodprøver vil blive indsamlet før og 1, 2, 4 og 6 timer efter indtagelse af det fedtrige måltid. Prøver vil blive analyseret i realtid for TG (og fuldt lipidpanel plus glukose) ved hjælp af en klinisk kemianalysator (Piccolo xpress), mens serumprøver vil blive alikvoteret og opbevaret ved -80 C indtil analyse for inflammatoriske cytokiner, metabolomics og insulin. Efterforskere vil måle inflammatoriske cytokiner (TNF-α, interleukin(IL)-1β, IL-6 IL-17, IL-23 og granulocyt makrofag kolonistimulerende faktor (GM-CSF)) ved hjælp af højfølsom Luminex multipleksing teknologi (Bio- RadBio-Plex® 200 HTS) fremstillet af Millipore.

Diætintervention: Deltagerne vil blive randomiseret til enten eksperimentel (Aronia) eller placebo-matchet kontrolgruppe. Det eksperimentelle supplement vil bestå af en dosis på 100 ml Aronia-juice én gang dagligt. Det placebo-matchede kontroltilskud vil ikke have noget polyphenolindhold og vil bestå af 100 ml af følgende blanding: sort kirsebær Koolaid, blå og rød fødevarefarve, saccharose og sorbitol. Denne placebo vil matche sukkerindholdet i chokebærsaften. Den daglige dosis på 100 ml for begge grupper indtages en gang dagligt i en 28-30 dages tilskudsperiode. Alle deltagere vil blive instrueret i at undgå indtagelse af fødevarer med polyfenolindhold i hele tilskudsperioden. En liste over forbudte fødevarer vil blive udleveret, som deltagerne kan referere til.

Tarmmikrobiomanalyse: Bulk-DNA vil blive ekstraheret fra fækale prøver ved hjælp af Powersoil® DNA Isolation Kit (Mo Bio Laboratories Inc.). DNA vil blive sendt natten over til University of Michigan, Center for Microbial Systems, til Illumina MiSeq amplikon sekventering af 16S V4 variable region. Rå sekventeringslæsninger vil blive behandlet og kureret ved hjælp af mothur (v.1.39.5) softwarepakken, efter mothur MiSeq standard operationsprocedure, potentielt kimære sekvenser vil blive identificeret og fjernet ved hjælp af Uchime (v4.2.40) algoritmen og taksonomiske klassifikationer vil blive tildelt ved hjælp af den Bayesianske klassificering af Ribosomal Database Project, og operationelle taksonomiske enheder (OTU'er) vil blive tildelt i mothur ved hjælp af VSEARCH afstandsbaserede klyngealgoritmen ved 97% sekvenslighedstærsklen.

Metabolomisk analyse: Prøver vil blive analyseret ved højopløsningsvæskekromatografi massespektrometri (LCMS). Hydrofil interaktionskromatografi (HILIC) og omvendt fase (RP) kolonner vil blive brugt til dyb dækning. Metabolitidentifikation vil bruge fragmenteringsmønstermatchning, autentiske standarder og databasematchning med METLIN og Human Metabome Database (HDB). Nye træk af væsentlig interesse vil blive karakteriseret med væskekromatografi massespektrometri fastfaseekstraktion nuklear magnetisk resonans (LCMS-SPE-NMR). Pathway-analyse vil bruge XCMS og mummichog.

Kostanalyse: Langsigtede kostvaner kan skabe tilpasninger, der påvirker responsen på det kortsigtede tilskud af Aronia. Denne undersøgelse vil bruge den seneste version (2018) af det webbaserede Diet History Questionnaire (DHQ III), et spørgeskema med madfrekvens designet til voksne 19 og ældre, udviklet af personalet i Risk Factor Monitoring and Methods Branch (RFMMB) i NIH National Cancer Institute. Outputtet fra DHQ III inkluderer kulhydratbestanddele, carotenoider og tocopheroler, kostbestanddele fra kosttilskud, fedtstoffer, fedtsyrer og kolesterol, makronæringsstoffer og energi, mineraler, proteinbestanddele og vitaminer er kostbestanddele og fødevaregrupper, der er tilgængelige i DHQ III-outputfilerne. .

Statistisk analyse: To-stikprøve t-test til at sammenligne forskellen mellem præ- og post-intervention vurderinger. Efterforskere vil identificere ændringer i tarmmikrobiomet ved hjælp af metoderne brugt i vores foreløbige forskning til at identificere karakteristika ved tarmmikrobiomet, der adskiller lav- versus høj TG-respondere, og derefter bruge regressionsanalyse til at bestemme niveauet af variabilitet i ændringer i Aronia- og kontrolbehandlingerne forklares ved ændringer i relativ forekomst af tarmmikrobielle arter. Efterforskere vil identificere ændringer i tarm- og serummetabolomerne og derefter bestemme de metaboliske veje forbundet med de metabolomiske ændringer for at identificere potentielle mekanismer, der ligger til grund for sundhedspåvirkningerne af Aronia-tilskud.