ヒスパニック系と非ヒスパニック系の子供の腸内細菌叢の構成。

I. 具体的な目的 人間の消化管 (GI) には、細菌、真菌、原生動物微生物など、膨大な数の微生物が存在し、それらがすべて集まってマイクロバイオームを構成しています。 ここ数年、消化管マイクロバイオームが肥満リスクを含む私たちの健康全体と関連していることが証拠によって示されています。 消化管微生物叢は、食事からのエネルギー利用に影響を与える因子と、宿主遺伝子に影響を与えてエネルギー消費と貯蔵の調節に役割を果たす因子を含むエネルギーバランスの両面に影響を与える可能性があります(1、2)。 研究では、米国のヒスパニック系の子供たちの過体重と肥満率が最も高いものの一つであることが実証されました。 米国では、ヒスパニック系の子供の 47% が過体重で、31% が肥満であるのに対し、ヒスパニック系以外の白人の子供の場合はそれぞれ 35% と 21% であると推定されています。 文献によると、親の影響、スクリーンタイム、身体活動行動、社会経済的地位/食料安全保障、睡眠時間などの環境要因がヒスパニック系の子どもの小児肥満に関連していることが示されています(3,4)。 これまでのところ、ヒスパニック系の子供の腸内微生物叢に有意な違いがあるかどうかを調査した研究はありません。さらに、これらの違い（分類学または遺伝子発現）が他の民族グループと比較して肥満を発症するリスクが高いかどうか。

研究者らは、白人の非ヒスパニック系の子供とヒスパニック系の子供の間には消化管マイクロバイオームに大きな違いがあると予測している。

目的: このパイロット研究では、白人の非ヒスパニック系の子供 (肥満の有無) とヒスパニック系の子供 (肥満の有無) の間のマイクロバイオームの違いを確認します。

仮説: ヒスパニック系の子供は非ヒスパニック系白人の子供と比べて糞便細菌の多様性が低く、これはより全体的な肥満とグルコース恒常性の障害に関連しており、これは以下によって決定されます。

A) 肥満のあるヒスパニック系の子供、肥満のないヒスパニック系の子供、肥満のある白人の非ヒスパニック系の子供、および肥満のない白人の非ヒスパニック系の子供を含むコホートの糞便サンプルからのDNAの次世代メタゲノム「全ゲノム/ショットガン」配列決定。

B) ベータ多様性 (相対分類学的) 存在量を決定するために 4 つのグループを比較するバイオインフォマティクス計算分析。

II.背景と意義 米国では肥満は深刻な健康リスクです。 小児肥満の有病率は過去 20 年間で増加しました。 米国保健福祉省によると、最近のデータによると、2～5歳の子供と比較して、6～11歳の青少年と12～19歳の青少年の肥満有病率が高いことが示されています。 ヒスパニック系人口は、米国で最も影響を受けている民族グループの 1 つです。 ヒスパニック系の子どもの約 47% が過体重で、31% が肥満です。 ヒスパニック系の子どもの小児肥満の発症には、親の影響、テレビを見る時間、身体活動行動、社会経済的地位/食料安全保障、睡眠時間など、複数の要因が関与していることがわかっています。

ここ数年、肥満の発症と病因を理解することに研究の関心が集まっています。 最近の研究では、腸内細菌叢が肥満の誘発と進行に重要な役割を果たしていることが判明しました。 消化管微生物叢は、食事からのエネルギー利用に影響を与える因子と、宿主遺伝子に影響を与えてエネルギー消費と貯蔵の調節に役割を果たす因子を含むエネルギーバランスの両面に影響を与える可能性があります。 Hou氏の研究では、彼らは肥満の子供と健康な対照コホートの16S rRNA遺伝子、腸内微生物叢のエンテロタイプと量を評価した。 この研究では、腸内細菌叢の組成が肥満の子供と健康な対照者との間で有意な差を示していることを発見した。 その結果、ファーミクテス門とバクテロイデス門が両コホートの主要な糞便微生物叢であるが、肥満コホートにおけるファーミクテス門とバクテロイデス門の相対存在比（F/B）は健康対照群よりも有意に高かったことが示された。 ファーミクテス属は炭水化物の異化に関与する遺伝子と関連しており、肥満の人に多く含まれていますが、バクテロイデス属は体重の減少と関連しています。

現時点では、ヒスパニック系の子供の腸内微生物叢に大きな違いがあるかどうかを調査した研究はありません。さらに、これらの違い（分類学または遺伝子発現）が他の民族グループと比較して肥満を発症するリスクが高いかどうか。 研究チームは、ヒスパニック系人口における小児肥満のリスクを高める可能性のあるマイクロバイオームの違いを特定することが重要だと考えている。

Ⅲ．統計分析を含む研究デザインと方法 研究対象/実験デザイン 研究者は、肥満のあるヒスパニック系の子供6名、肥満のないヒスパニック系の子供6名、肥満のある非ヒスパニック系の白人の子供6名、肥満のない非ヒスパニック系の白人の子供6名を含む4つのコホートを募集して登録します。 。 肥満は、BMI >95% として定義されます。 入学対象年齢は6歳～12歳となります。 研究者は登録時に、人体測定値（体重、身長、BMI）、食事歴（24 時間の思い出日記や食事頻度アンケートを含む）、身体活動履歴（身体活動アンケート）などのベースライン特性を取得します。 研究者は、抗生物質、ステロイド、プロバイオティクスの使用歴を含む薬歴を入手します。

食事および身体活動の測定 糞便収集時に、研究者は、30 の食品項目の食事頻度アンケートと 24 時間の食事想起日記を使用して、患者の食事情報を入手します。 食事記録は、Nutrient Data System for Research ソフトウェア (ミネソタ州ミネアポリス) を使用して分析されます。 研究者らは、潜在クラス分析（個人中心のアプローチ）および因子分析（データベースのアプローチ）を使用して、多量栄養素および微量栄養素の摂取量、ならびに食事摂取パターンを決定します。

研究者は、年長児のための身体活動アンケート（PAQ-C）を使用して患者の身体活動データを収集し、スピアマン相関係数を使用して分析します。 臨床データ管理は、主任研究者および GI フェロー/共同研究者の責任となり、Nemours の REDCap システムを通じて安全なデータベース REDCap を使用します。

糞便サンプルの収集 親/保護者の許可を得て、滅菌容器に収集された糞便は、排便後 12 時間以内に自宅または外来診療所から別の臨床検査室に運ばれ、そこで FLOQswab ブラシ x 3 (コパン) を使用して糞便が収集されます。 Diagnostics、カリフォルニア州マリエタ）綿棒には、患者番号、サンプル番号、日付を反映した匿名化コードが事前にラベル付けされ、サンプルはドライアイスに入れられ、その後、検査機関が回収するまで摂氏 -80 度の冷凍庫に移されます。 CHOPマイクロバイオームセンターへの転勤のための研究スタッフ。

細菌 DNA の単離 メーカー (Qiagen、メリーランド州ジャーマンタウン) の指示に従い、DNeasy PowerSoil キットを使用してサンプルから DNA を抽出します。 ショットガン ライブラリは、NexteraXT キット (Illumina、サンディエゴ、カリフォルニア州、米国) を使用して 1 ng の DNA から生成されます。 ライブラリーは、高出力モードで 2x125bp 化学反応を使用して Illumina HiSeq 2500 でシーケンスされます。

バイオインフォマティクス処理と統計分析 栄養食事記録またはその他の結果に関連する体重増加、HgbA1c、身体活動の差は、共変量を調整して t 検定またはマンホイットニー U 検定を使用して評価されます。 栄養記録とアウトカムの関係は、主要な身体活動や食事の変数の影響を調整しながら、混合効果モデルを使用してさらに調査されます。

FASTQ ファイルは、Nemours で開発された確立された計算パイプラインを使用して分析されます。