콩코드 포도 폴리페놀 대두 단백질 분리 복합체(GP-SPI)가 장내 미생물에 미치는 영향

제안된 연구는 GP-SPI를 통한 단기 보충이 간 및 신장 기능/건강을 모니터링하면서 건강한 참가자의 장내 미생물 군집을 어떻게 수정할 수 있는지 조사할 것입니다.

중요성:

GP-SPI 식품 성분의 생화학적 특성은 잘 문서화되어 있으며 GP-SPI 및 SPI 보충제는 마우스에서 광범위하게 테스트되었습니다. 제안된 연구는 동물 연구에 대한 논리적 후속 조치로, SPI만 보충된 고지방식이(HFD)를 먹인 대조군 마우스와 비교하여 GP-SPI가 보충된 등칼로리 HFD를 먹인 쥐는 체중 증가에 더 큰 저항성을 나타냈습니다. 비만, 포도당 불내성. 이러한 효과는 대사 탄력성과 관련된 미생물 Akkermansia muciniphila의 증가를 포함하여 쥐의 장내 미생물 구성의 변화를 동반했습니다. GP-SPI가 보충된 저지방 식이(LFD)를 먹인 마른 쥐에서 유사한 장내 미생물 변화가 관찰되었습니다.

포도 열매, 특히 껍질과 씨에 함유된 B형 프로안토시아니딘(PAC) 등급의 폴리페놀은 건강상의 이점과 관련이 있습니다. 그러나 PAC는 잘 흡수되지 않고 결장에서만 높은 농도에 도달하여 작용 메커니즘에 대한 의문을 제기합니다. 이전 연구에서는 포도와 크랜베리의 식이 PAC가 대사 탄력성과 관련하여 장내 미생물군을 변화시키는 것으로 나타났습니다. PAC는 또한 장내 세균에 의해 생체 변형되어 건강상의 이점에 기여할 수 있는 미생물 대사 산물(MM)을 생성합니다.

연구 설계 및 방법

예상 참가자는 Rutgers University 캠퍼스에 로컬로 게시되고 대학 이메일 목록으로 전송되는 전단지를 통해 모집됩니다. 관심 있는 사람은 포함 및 제외 기준에 따라 선별됩니다.

등록된 피험자는 17일 간의 연구를 시작합니다.

연구 절차

• 30개 과목이 등록됩니다.
• 음식 목록: 참가자는 5일 휴약 기간과 10일 개입 기간 동안 삼가도록 요청받은 제공된 PAC가 풍부한 음식 목록을 제외하고 평소 식단을 유지합니다. 식품 목록은 아래에 제공됩니다. 목표는 연구 기간 동안 식단에서 PAC의 주요/유일한 소스로 GP-SPI를 갖는 것입니다.
• 세척 및 SPI(-5일에서 -1일): 보충 전 -5일(사전 기준선)에 각 피험자는 대변 및 소변 샘플을 수집합니다. 그런 다음 각 피험자는 5일 휴약 기간(-5, -4, -3, -2 및 -1일) 동안 하루에 두 번 SPI를 섭취합니다(20g의 미리 계량된 패킷으로 제공). 피험자는 SPI 각 패킷을 250mL의 물이나 스무디(아래의 레시피 예가 제공됨)에 지침에 자세히 설명된 대로 허용된 음식을 사용하여 혼합하고 아침 식사 전에 한 번, 저녁 식사 전에 한 번 섭취하도록 지시받을 것입니다.
• 0일: 다음 날 각 피험자는 기준선(0일) 대변 및 소변 샘플을 수집합니다. 연구 간호사가 혈액 샘플을 채취합니다. 혈액은 CMP 테스트에 사용되고 준비된 혈청은 분주되어 마커 분석 및 대사체학을 위해 처리될 때까지 -80°C에서 보관됩니다. 0일차 샘플 분석은 GP-SPI 개입 중에 수집된 후속 샘플에서 SPI 단독으로 인한 영향을 분리하는 데 도움이 됩니다. 0일째 피험자는 IFNH에서 소변 및 대변 샘플을 버리고 GP-SPI 패킷을 수집합니다. 0일차 참가자는 SPI 섭취를 중단하고 1일차 아침에 GP-SPI 보충을 시작합니다.
• GP-SPI(1일 - 10일): 각 피험자는 GP-SPI 20g 패킷을 사전에 20개 받습니다. 1일에 피험자는 GP-SPI 각 패킷을 250mL의 물이나 스무디(레시피 예가 제공됨, 아래 참조)에 혼합하고 지침에 자세히 설명된 대로 허용된 음식을 사용하여 GP-SPI 믹스를 한 번 섭취하도록 지시받습니다. 연속 10일 동안 아침 아침 식사 전, 저녁 식사 전에 한 번.
• 피험자는 보관할 수 있는 스무디 준비를 위한 개인 블렌더(가치 ~ $25)가 제공됩니다.
• 디지털 음식 일지: 참가자는 연구 보조제를 포함하여 모든 음식과 음료(물 제외)를 개인 모바일 컴퓨팅 장치(예: 스마트폰, 아이패드 등). 참가자는 무료 모바일 앱 WhatsApp을 다운로드하여 음식 항목에 대한 간략한 설명과 함께 사진을 보내야 합니다. 사진과 음식 설명은 이 연구를 위해 생성된 이메일 주소(food4microbes@sebs.rutgers.edu)로도 보내질 수 있습니다. 음식 일지는 5일 SPI 및 세척 기간, 0일(휴식일), 10일 GP-SPI 개입 기간 및 11일(총 17일)의 최종 채혈까지 유지해야 합니다. .
• 대변 ​​샘플: 피험자는 대변 샘플을 쉽게 수집할 수 있도록 종이 화장실 액세서리와 함께 95% 에탄올 및/또는 50% 글리세롤(50% 물)이 포함된 튜브를 제공받습니다. 각 참가자는 대변 수집 재료 사용에 대해 지시를 받습니다. 분변 샘플은 추출될 때까지 분취되어 -80°C에서 저장됩니다. 50% 글리세롤에 배설물 샘플을 수집하고 즉시 동결하면 체외 실험을 위해 장내 세균을 배양할 수 있습니다.
• Bristol 대변 척도 양식: 피험자는 BSS(Bristol 대변 척도) 양식을 제공받고 연구 -5, 0, 2, 4, 6, 8 및 10일에 수집한 대변 샘플에 대해 작성하도록 요청받습니다. 대변 ​​일관성은 장내 미생물의 풍부함 및 구성, 장형 및 박테리아 성장 속도와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 하루에 적어도 한 번 배변을 보고하는 피험자는 연구 프로토콜을 쉽게 준수할 수 있도록 모집됩니다. 또한 BSS 양식에는 샘플 수집 시간 동안 월경에 대한 정보를 캡처하기 위한 추가 열이 포함되어 있습니다. 이 변수는 대사산물 또는 박테리아 프로파일에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.
• 소변 샘플: 피험자는 2, 4, 6, 8, 10일에 소변 샘플 수집을 위한 멸균 수집 용기를 제공받으며 대사 물질 안정성을 유지하기 위해 실험실로 운반할 때까지 샘플을 4°C 냉장고에 보관하도록 요청받습니다. 피험자는 처리를 위해 수집 후 2-3일 이내에 가능한 한 빨리 샘플을 실험실로 가져와야 합니다. 소변 샘플은 분주되어 대사체학 연구를 위해 처리될 때까지 -80°C에서 보관됩니다.
• 혈액 샘플: 11일째 피험자는 최종 혈액 샘플을 채취합니다. 혈액은 CMP 테스트에 사용되고 준비된 혈청은 분주되어 마커 분석 및 대사체학을 위해 처리될 때까지 -80°C에서 보관됩니다.

샘플은 GP-SPI 보충과 긍정적 또는 부정적으로 관련된 장내 박테리아 종/계통을 식별하기 위한 종단적, 미생물군 전체 연관 연구(MWAS)에 사용됩니다. 알려진 대사물질과 알려지지 않은 대사물질을 식별/정량화하기 위해 수집된 소변, 대변 및 혈액 샘플에 대해 대사체학 분석을 수행합니다. Shotgun metagenomic 시퀀싱은 종/종 수준 식별을 위한 고품질 드래프트 게놈을 생성하기 위해 분변 샘플에서 수행됩니다. 이러한 동적 데이터 세트는 장내 세균 종/변종의 증가/감소 수준과 대사 산물 증가/감소를 연관시키기 위해 MWAS에 대한 입력 역할을 합니다. 그런 다음 이러한 박테리아-대사 산물 연관성을 사용하여 시험관 및 마우스 모델에서 추가로 테스트할 수 있는 원인-결과 관계를 추론할 수 있습니다. 우리는 이러한 연구의 성공적인 완료가 포도 PAC와 같은 식이성 폴리페놀이 어떻게 장내 미생물군을 변화시키고 결과적으로 MM이 신진대사 건강을 증진하는지에 대한 기계론적 설명에 기여할 것으로 기대합니다.