コンコードグレープポリフェノール-大豆タンパク質分離複合体（GP-SPI）の腸内微生物叢に対する効果

提案された研究では、肝臓と腎臓の機能/健康状態をモニタリングしながら、GP-SPIの短期補給が健康な参加者の腸内微生物群集をどのように変化させるかを調査する予定です。

意義：

GP-SPI 食品成分の生化学的特性は十分に文書化されており、GP-SPI および SPI サプリメントはマウスで広範囲にテストされています。 提案された研究は、SPIのみを補充した高脂肪食（HFD）を与えた対照マウスと比較して、GP-SPIを補充した等カロリーのHFDを与えたマウスが体重増加に対するより大きな抵抗力を示したという動物実験の論理的なフォローアップである。肥満、耐糖能不耐症。 これらの効果には、代謝回復力に関連する微生物アッカーマンシア・ムシニフィラの存在量の増加など、マウスの腸内細菌叢の組成の変化が伴った。 同様の腸内細菌叢の変化が、GP-SPI を補充した低脂肪食 (LFD) を与えた痩せたマウスでも観察されました。

ブドウの果実、特に皮や種子に含まれる B 型プロアントシアニジン (PAC) クラスのポリフェノールは、健康上の利点と関連付けられています。しかし、PAC は吸収されにくく、結腸内でのみ高濃度に達するため、作用機序について疑問が生じています。 以前の研究では、ブドウとクランベリーからの食事性 PAC が代謝回復力に関連して腸内微生物叢を変化させることが示されています。 PAC は腸内細菌によって生体内変換されて、健康上の利益に寄与する可能性のある微生物代謝産物 (MM) も生成します。

研究デザインと方法

参加希望者は、ラトガース大学のキャンパスに地元で掲示され、大学の電子メール リストに送信されるチラシを通じて募集されます。 関心のある人は、包含基準と除外基準に従って審査されます。

登録された被験者は 17 日間の研究を開始します。

研究手順

• 30 名の被験者が登録されます。
• 食品リスト: 参加者は、提供された PAC が豊富な食品のリストを除き、通常の食事を維持します。ただし、5 日間の休薬期間と 10 日間の介入中にこれらの食品を控えるよう求められます。 食品リストは以下に記載されています。 目標は、研究期間中の食事中の主な/唯一の PAC 源として GP-SPI を摂取することです。
• ウォッシュアウトおよび SPI (-5 日目から -1 日目): 補給前の -5 日目 (ベースライン前) に、各被験者は糞便および尿のサンプルを収集します。 次いで、各被験者は、5日間の休薬期間中(-5、-4、-3、-2、および-1日目)にSPIを1日2回摂取します(20gの事前に計量したパケットとして提供)。 被験者は、指示に詳述されている許可された食品を使用して、SPIの各パケットを250 mLの水またはスムージー（以下にレシピ例を示します）に混ぜ、朝の朝食前に1回、夕食前の夕方に1回摂取するように指示されます。
• ０日目：翌日、各被験者はベースライン（０日目）の便および尿のサンプルを採取する。 彼らは研究看護師によって血液サンプルを採取されます。 血液は CMP 検査に使用され、調製された血清は等分され、マーカー分析およびメタボロミクスのための処理まで -80 °C で保存されます。 0 日目のサンプルの分析は、GP-SPI 介入中に収集されたその後のサンプルから SPI 単独による影響を分離するのに役立ちます。 ０日目に、被験者は尿および便のサンプルをＩＦＮＨにドロップし、ＧＰ－ＳＰＩパケットを収集する。 0日目には参加者もSPIの摂取を休み、1日目の朝からGP-SPIの補給を開始します。
• GP-SPI (1 日目～10 日目): 各被験者は、事前に計量された 20 g の GP-SPI パケットを 20 個受け取ります。 1日目に、被験者は、指示に詳述されている許可された食品を使用して、GP-SPIの各パケットを250mLの水またはスムージーに混ぜて（レシピ例が提供されます。以下を参照してください）、GP-SPIミックスを1回摂取するように指示されます。 10日間連続で、朝の朝食前と夕方の夕食前に1回。
• 被験者には、スムージーを準備するための個人用ブレンダー（価値約 25 ドル）が提供され、保管できます。
• デジタル食事日記：参加者は、個人のモバイル コンピューティング デバイス（例: スマートフォン、iPad など）。 参加者は、食品の簡単な説明を添えた写真を送信するために、無料のモバイルアプリWhatsAppをダウンロードする必要がある。 写真と食べ物の説明は、この研究のために作成された電子メール アドレス (food4microbes@sebs.rutgers.edu) に送信することもできます。 食事日記は、5 日間の SPI および休薬期間、0 日目 (休憩日)、10 日間の GP-SPI 介入期間、および 11 日目の最後の採血まで (合計 17 日間) 記録しなければなりません。 。
• 便サンプル: 被験者には、便サンプルを簡単に自己採取できるように、95% エタノールを含むチューブおよび/または 50% グリセロール (50% 水) を含むチューブが紙製のトイレ付属品とともに提供されます。各参加者は、便採取材料の使用について指示されます。 糞便サンプルは等分され、抽出されるまで -80 °C で保存されます。 50% グリセロール中で糞便サンプルを収集し、すぐに凍結すると、in vitro 実験用の腸内細菌の培養が可能になります。
• ブリストル便スケールフォーム：被験者にはブリストル便スケール（BSS）フォームが提供され、研究の-5、0、2、4、6、8、および10日目に収集した便サンプルについてそれに記入するよう求められます。 便の硬さは、腸内微生物叢の豊富さと組成、エンテロタイプ、細菌の増殖速度と強い相関があることが示されています。 研究プロトコルの順守を容易にするために、1日あたり少なくとも1回の排便を報告した被験者が募集されます。 さらに、BSS フォームには、サンプル収集時の月経に関する情報を取得するための追加の列が含まれています。これは、この変数が代謝産物や細菌のプロファイルに影響を与える可能性があるためです。
• 尿サンプル：被験者には、2、4、6、8、10日目に尿サンプルを収集するための滅菌収集容器が提供され、代謝物の安定性を維持するために研究室に輸送されるまでサンプルを4℃の冷蔵庫に保管するよう求められます。 被験者は、処理のために採取後 2 ～ 3 日以内にできるだけ早くサンプルを研究室に持参するよう求められます。 尿サンプルは等分され、メタボロミクス研究のために処理されるまで -80 °C で保存されます。
• 血液サンプル: 11 日目に、被験者は最終的な血液サンプルを採取されます。 血液は CMP 検査に使用され、調製された血清は等分され、マーカー分析およびメタボロミクスのための処理まで -80 °C で保存されます。

サンプルは、GP-SPI 補給と正または負の関連がある腸内細菌の種/株を特定するための縦断的マイクロバイオーム全体関連研究 (MWAS) に使用されます。 収集された尿、糞便、血液サンプルに対してメタボロミクス分析が実行され、既知および未知の代謝産物を特定/定量化します。 糞便サンプルに対してショットガンメタゲノムシークエンシングを実行し、種/株レベルの同定のための高品質のドラフトゲノムを生成します。 これらの動的データセットは、腸内細菌種/株のレベルの増加/減少と代謝物の増加/減少を相関させるための MWAS への入力として機能します。 これらの細菌と代謝物の関連性は、その後、インビトロおよびマウスモデルでさらにテストできる因果関係を推測するために使用されます。 これらの研究が成功裡に完了することで、ブドウPACなどの食事性ポリフェノールがどのように腸内細菌叢を変化させ、その結果としてMMが代謝の健康を促進するかについてのメカニズムの説明に貢献することが期待されます。