양극성 장애의 임상 결과를 개선하기 위한 마이크로바이옴 표적화

연구 참가자 모집 및 인센티브

제안된 연구를 위해 조사관은 이 지원서의 멘토인 Melvin McInnis 박사의 지시에 따라 미시간 대학교에 있는 양극성 장애에 대한 Prechter 종단 연구에서 연구 참가자를 모집할 것입니다. Prechter 연구는 정신과 및 건강한 통제 개인을 포함하여 1200명 이상의 참가자가 참여한 10년차입니다. 조사관은 이전 작업 섹션에서 설명한 관찰 식이 연구 및 단일 지점 미생물 분석을 수행하기 위해 과거에 이 연구에서 성공적으로 모집했습니다. 조사관은 연구 보조원이 모집, 일정 관리, 후속 조치 및 데이터 입력 업무를 관리할 수 있도록 50% 전용 시간으로 연구 인프라를 활용할 것입니다. 조사관은 또한 규정 준수 보장을 포함하여 Prechter 연구의 모든 관리 측면을 감독하는 연구 코디네이터 Gloria Harrington을 위해 5%의 전용 시간을 활용할 것입니다.

조사관은 Prechter 연구의 기본 섭취 도구로 사용되는 유전 연구 진단 인터뷰(DIGS)에서 양극성 I 장애 진단이 확인된 25-65세의 Prechter 코호트에서 남성 20명과 여성 20명을 모집할 예정입니다. 적격 피험자는 동의를 받고 입학 인터뷰 일정을 잡으며 안전한 실험실 정보 관리 시스템으로 추적하기 위한 고유 식별 번호를 할당받습니다. 피험자는 연구 이정표 활동 완료 후 분할 지급되는 $200의 금전적 인센티브를 받게 됩니다.

습관적인 식단 결정

조사관은 자동화된 온라인 24시간 식이 리콜(국립 암 연구소의 ASA24)과 함께 1주일 동안 연속되지 않는 3일을 사용하여 모든 피험자의 습관적인 기본 식단을 결정할 것입니다. 피험자는 동의 방문 중에 미시간 대학의 영양 및 비만 연구 센터의 영양 평가 연구소의 공인 영양사를 만나 리콜을 적절하게 사용하는 방법을 설명합니다. 1주 후 피험자는 아래에 설명된 기본 생물학적 샘플 및 식이 지침을 위해 MCRU로 돌아갑니다.

생물학적 샘플 수집, 형태 측정 데이터 및 표준 건강 조치

기준선 방문(식단 회수와 관련된 다음 주) 동안, 모든 피험자는 유리 지방산 분석을 위해 기준선 공복 혈액 샘플을 기증할 것입니다. 산화 스트레스 마커 분석을 위한 소변 샘플; 신장, 체중, 허리 및 엉덩이 둘레, 혈압을 기록하고 면접관이 안내하는 Hamilton Depression scale 설문지, Young Mania Rating Scale 설문지 및 Global Physical Activity Questionnaire를 작성하도록 요청받습니다. 참가자는 또한 기준선 및 최종 방문 중에 간단한 25-35분 신경 심리학 테스트 배터리를 완료합니다. 피험자는 또한 제공된 수집 키트를 사용하여 집에서 수집할 대변 샘플을 반환합니다. 피험자는 식이 프로토콜의 1주차와 4주차가 끝날 때 모든 절차를 반복합니다. 이러한 절차와 식이 면담은 제안된 모든 절차에 대한 전문 지식을 갖춘 사혈 전문의, 간호사, 영양사 및 기술자로 구성된 미시간 대학의 미시간 임상 연구 부서에서 진행됩니다. 샘플을 처리하는 데 필요한 장비. 마지막으로 피험자는 지난주에 복용한 모든 처방약 및 비처방약에 대해 질문을 받게 됩니다.

식이 중재

식이 중재를 위해 피험자는 인증된 영양사의 안내를 받아 단백질 15%, 탄수화물 45%, 지방 40%,

조사관은 설명된 습관적 식단 분석에서 수집한 개인 선호도를 고려하여 특정 메뉴로 식단을 달성할 것입니다. 조사관은 올레산(OLA), LA 및 α-리놀렌산(LNA) 목표를 달성하기 위해 집에서 준비한 음식에 추가할 특정 식용유를 피험자에게 제공할 것입니다. DHA 및 EPA 목표를 달성하기 위한 어유 보충제. 피험자는 또한 먹고 피해야 할 음식 목록(습관적인 식단 기록에 따라 조정됨)과 체인 레스토랑에서 불가피하게 집에서 멀리 떨어진 식사를 위해 먹을 수 있는 몇 가지 메뉴 항목을 제공받게 됩니다. 피험자는 ASA24를 사용하여 식단에 대해 보고하도록 훈련을 받습니다. 기록은 연구 직원에 의해 적어도 매주 검토되고 최소 12% PUFA 및 50% 이하 탄수화물의 임계값 범위(평균 일일 섭취량)를 벗어난 식단의 편차에 대해 평가됩니다. 이 프로젝트와 병행하여 조사관은 프로세스를 자동화하기 위해 데이터를 추출하는 Python 스크립트를 개발할 것이지만 조사관은 이 프로젝트의 목표를 달성하기 위해 해당 목표의 성공에 의존하지 않을 것입니다. 설정된 임계값을 벗어나는 값은 수정 제안과 함께 피험자의 주의를 끌게 됩니다. 중요한 것은 혈장 LA가 식이 섭취와 밀접한 관련이 있기 때문에 PUFA 섭취에 대한 식이 준수의 객관적인 측정은 통계 모델에서 공변량으로 활용될 수 있는 공복 혈액 샘플의 유리 지방산 분석 완료 시 사용할 수 있습니다. 마지막으로 조사관은 이 기간 동안 식이요법이 습관적이지 않은 경향이 있으므로 식이 중재를 위해 11월~1월을 피합니다.

4주간의 식이 조작 후 피험자는 6개월 동안 높은 PUFA 식이를 유지하도록 권장됩니다. 제한된 자원으로 인해 조사관은 4주 후에 대변 샘플을 계속 수집하지 않을 것입니다(그렇게 하기 위해 다른 자금 지원을 추구할 것임). 그러나 조사관은 피험자가 ASA24를 매주 사용하도록 계속 권장할 것입니다. 조사관은 또한 종단 연구의 구성 요소로서 자체 보고 측정을 계속 모니터링할 것이며 이 응용 프로그램에서 추가 리소스가 필요하지 않습니다.

Dr.Evans(수석 연구원)는 위에서 설명한 과거 연구 동안 영양 평가 연구소(NAL)의 연구원들과 좋은 관계를 구축했으며, 제안된 식이 조절 계획을 Theresa Han-Markey, RD, Bionutrition과 함께 개발했습니다. 서비스 예산이 제안된 연구에 배정된 NAL의 관리자. 박사 Evans는 또한 최근 K01 경력 개발 상의 구성 요소로 영양 과학에 대한 정식 교육을 마쳤으며 식이 연구에 밀접하게 참여할 예정입니다. 또한 Dr. Charles Burant, 영양 및 비만 연구 센터 소장이자 이전 박사의 멘토였습니다. Evans K01 상은 이러한 연구에 대해 상담할 것입니다(지원 서신 참조).

대변 ​​마이크로바이옴의 분류학적 구성 조사

DNA Genotek(Ottawa, CA)의 Home OmniGene Gut 대변 수집 키트를 사용하여 식이 기간의 기준선, 1주 및 4주에 샘플을 수집합니다. 이 키트는 위에서 설명한 예비 데이터를 생성하는 데 성공적으로 사용되었으며 동결 없이 14일 동안 샘플 DNA 안정성을 유지하는 이점이 있습니다. 피험자는 예정된 연구 방문 시 완성된 키트를 반환합니다. 샘플에서 미생물 보체를 식별하는 방법은 이전에 University of Michigan의 HMI 연구소의 간행물에 설명되어 있습니다. 간단히 말해서, 미생물 DNA는 대변 샘플에서 추출되고 이중 색인 시퀀싱 전략을 사용하여 16S 리보솜 시퀀싱을 위해 처리됩니다. 시퀀싱은 제조업체의 지침에 따라 Illumina MiSeq 플랫폼에서 수행됩니다. 16S rRNA 유전자 분석은 MiSeq 데이터를 처리하기 위해 SOP(www.mothur.org/wiki/MiSeq_SOP)를 사용하여 수행됩니다. 서열 분류는 서열을 Ribosomal Database Project와 비교하여 결정되며 서열은 OTU로 클러스터링됩니다.

자가 보고 건강 조치 수집

종단 참가자는 현재 2개월마다 우편으로 자체 평가 설문지를 작성합니다. 현재 연구에서 조사관은 기준 측정으로 이전에 수집된 평균 응답과 결과 측정으로 다이어트 기간 완료 시 수집된 새로운 응답을 사용합니다. 이러한 설문지에는 PHQ-9, PSQI, LFQ, Altman Self-Rating Mania Scale(ASRM), Short Form 12 Health Survey(SF-12), Generalized Anxiety Disorder Assessment(GAD-7)가 포함됩니다.

데이터 분석

데이터 분석에는 2가지 주요 단계가 있습니다. 첫 번째는 다양한 측정에서 정규화된 요약 점수를 생성하는 것입니다. 두 번째는 다이어트의 주요 효과를 테스트하기 위해 통계 모델을 사용하는 것입니다. 설문지 점수 요약 및 의인화 측정은 표준이며 여기에서 자세히 설명하지 않습니다. 미생물 데이터 세트의 요약은 위에서 설명한 대로 수행되며 OTU는 2가지 방식으로 출력됩니다. 및 2) 총 시퀀스 카운트로서, 여기서 각 OTU는 총 존재비로 표시됩니다. 둘 다 통계 분석에서 테스트됩니다.

두 번째 단계에서 조사관은 두 가지 주요 통계 모델을 사용합니다. 1) 연령, 성별 및 BMI를 조정하여 OTU 수준의 미생물 데이터 및 자가 보고 질병 부담에 대한 식단의 주요 효과를 테스트하기 위한 회귀 분석; 2) 식이와 임상 결과 사이의 관계에 대한 OTU의 매개 효과를 테스트하기 위한 구조화된 방정식 모델링 분석. 조사관은 그림 2에 다이어그램으로 나타낸 것처럼 후자의 접근 방식을 달성할 것입니다. 식단의 주요 효과는 점선으로 표시된 혈장 PUFA(주로 LA), 마이크로바이옴 OTU 및 자가 보고 건강 측정에 대해 테스트됩니다. SEM을 사용하는 교차 지연 모델은 굵은 화살표로 표시된 통계적으로 유의미한 상호 효과를 테스트합니다. 예를 들어, 조사관은 혈장 LA의 증가가 마이크로바이옴 OTU의 변화에 ​​대한 효과(전체 또는 부분)를 설명하는지, 그리고 OTU의 변화가 자체 보고된 결과 측정에 대한 효과를 설명하는지 테스트할 것입니다.