혈장 아질산염 생산에 대한 식이 질산염에 대한 프로바이오틱 효과( OPEDNPN ) (OPEDNPN)

배경

산화질소(NO)는 다양한 기관과 시스템의 생리와 기능을 조절하는 수많은 세포 및 분자 메커니즘에서 중요한 역할을 합니다.1,2 낮은 NO 생체이용률은 용혈성 빈혈,3 말라리아,4,5 오래 저장된 혈액의 수혈,6,7 만성 심부전,8 죽상경화증,9 및 당뇨병을 비롯한 여러 질병의 병리학에 기여합니다. 최근 보고에 따르면 경구 미생물군집은 질산염을 아질산염으로 환원시키는 능력을 가진 특정 박테리아의 작용을 통해 NO 항상성을 조절하는 것과 관련이 있는 것으로 나타났습니다.11-15 그런 다음 아질산염은 다양한 조직의 다양한 메커니즘을 통해 NO로 더욱 환원됩니다.16,17 혈장 질산염은 타액선에 의해 구강으로 다시 흡수되어 질산염-아질산염-NO 순환이 NO 생체 이용률을 지속적으로 증가시킵니다. 많은 임상 연구에서는 아질산염 전환을 통한 NO 공급원으로 식이 질산염을 사용했습니다.18-24 그러나 식이성 질산염 섭취로 인해 임상 결과에는 상당한 변동성이 있으며 이는 혈장 아질산염으로 전환되는 질산염 양의 변동성에 반영됩니다.13,24-29 30식이 질산염 기반 치료의 효능에 대한 다양성과 그에 따른 큰 전반적인 제한은 질산염을 아질산염으로 감소시키는 경구 미생물군집의 능력에 기인합니다.24-27 질산염에서 아질산염으로의 전환에 효율적인 박테리아 균주와 실제로 질산염에서 아질산염으로의 전환을 억제하는 박테리아 균주를 식별하기 위한 예비 작업이 시작되었습니다.31,32 질산염-아질산염-NO 순환의 효율성과 구강 박테리아의 역할은 정상적인 건강에 기여할 수 있습니다.11 따라서 질산염에서 아질산염으로의 전환과 구강 미생물군집의 측면을 이해하면 정상적인 심혈관 건강이 개선될 수 있습니다. 또한, 식이 질산염 중재의 이점을 극대화하려면 질산염에서 아질산염으로의 전환에 영향을 미치는 구강 미생물군집의 요인을 이해해야 합니다. 우리는 최근 여러 종의 Lactobacillus가 시험관 내에서 다른 구강 박테리아에 의한 질산염에서 아질산염으로의 전환을 둔화시키는 대사물을 생성한다는 사실을 발견했습니다. 이러한 락토바실러스 종 중 일부는 상업적으로 이용 가능한 경구용 프로바이오틱스(https://www.amazon.com/Dental-Probiotics-Breath-Gingivitis-Throat/dp/B096SZSFFS)의 주요 구성 요소입니다.

목적

이 연구의 목적은 락토바실러스가 식이성 질산염을 혈장 아질산염으로 전환하는 것을 둔화시키는지 여부를 결정하는 것입니다.

우리는 경구용 락토바실러스의 존재가 식이성 질산염의 혈장 아질산염으로의 전환을 둔화시킬 것이라는 가설을 세우고 이 프로바이오틱스 사용 전후의 전환을 비교하여 이를 테스트할 것입니다.

주요 가설은 경구 프로바이오틱스의 사용이 구강 내 유산균의 풍부함을 증가시키고 이를 게놈 서열 분석을 통해 테스트할 것이라는 보조 가설에 기초합니다.

방법 OPEDNPN 모든 적격 자원봉사자는 연구에 대해 학습하고 참여에 동의한 후 동의를 받게 됩니다. 자원봉사자는 (1) 프로바이오틱 및 (2) 위약의 두 그룹 중 하나에 무작위로 배정됩니다. 총 20명의 자원봉사자(그룹당 10명)가 연구에 참여합니다. 각 그룹 참가자의 유일한 차이점은 위약 또는 프로바이오틱스를 투여받는지 여부입니다.

모든 자원봉사자는 두 번의 방문((1) 1차 방문, 기준선 및 (2) 2차 방문, 후속 조치)에 참여합니다. 방문할 때마다 자원봉사자는 3시간 동안 금식한 후 Olin Physical Lab 208호실에 보고하게 됩니다. 방문 1시간 전부터 물을 마실 수 있습니다. 참가자에게는 방문 당일 항균 구강 청결제를 사용하지 않도록 지시됩니다. 참가자는 4mL의 타액을 제공해야 하며, 연구 팀원은 혀의 뒤쪽 표면에서 박테리아 샘플을 수집합니다(아래 설명 참조). 이 샘플은 유전자 분석 및 박테리아 균주 식별을 위해 -80도에서 냉동됩니다.

타액과 혀 샘플을 수집한 후 혈장 아질산염 및 질산염 측정을 위해 혈액을 채취합니다(아래 설명 참조). 이 혈액 샘플은 기준선 및 후속 조치에서 수집된 "사전" 샘플이 됩니다. 그런 다음 자원봉사자는 70mL Beet it Sport Nitrate 400 주사(https://www.beet-it.us/pages/beet-it-sports) 1잔을 마십니다. 비트 뿌리 주스 섭취 후 2.5시간 후에 "사후" 채혈을 실시합니다.

방문 1에서 두 번째 채혈 후 지원자는 7일 분량의 프로바이오틱스 또는 위약을 받게 됩니다. 자원봉사자는 하루에 한 번 프로바이오틱스 제조업체가 지시한 대로 프로바이오틱스(또는 위약)를 섭취합니다. 8일차에 자원봉사자들은 방문 2를 위해 돌아올 것입니다.

데이터에는 (1) 경구 박테리아 균주에 대한 기준 및 후속 분석, (2) 사탕무 주스 섭취 전후의 혈장 아질산염 및 질산염 수준이 포함됩니다. 우리는 프로바이오틱스를 복용한 지원자의 기준선에 비해 추적 관찰 시 유산균의 풍부도가 더 높을 것이지만 위약 그룹에는 변화가 없을 것이라는 가설을 세웠습니다. 우리는 또한 혈장 아질산염의 변화(사후 - 사전)가 프로바이오틱스를 복용한 지원자의 기준선보다 추적 관찰 시 더 낮을 것이지만 위약 그룹에서는 변화가 없을 것이라는 가설을 세웠습니다.

• 연구 자료(모두 상업적으로 이용 가능):

  1. 위약: 멘토스 츄어블 민트 정제
  2. 허바이오틱스 경구 + 엔트 프로바이오틱스
  3. 비트 잇 스포츠 나이트레이트 400 샷
• 타액 및 혀 긁기 수집. 자원봉사자는 3시간 동안 금식한 후 Olin Physical Lab 208호실로 보고합니다. 방문 1시간 전부터 물을 마실 수 있습니다. 참가자에게는 방문 당일 항균 구강 청결제를 사용하지 않도록 지시됩니다. 참가자는 미세원심분리기 튜브에 침을 뱉어 4mL의 타액을 제공하라는 요청을 받습니다. 혀 샘플의 경우 폴리스티렌 손잡이가 있는 HydraFlock 6인치 멸균 대형 플록 면봉(Puritan Medical)을 사용하여 긁힌 부분을 수집합니다. 자원봉사자들은 입을 최대한 크게 벌리고 혀를 내밀도록 요청받을 것입니다. 혀의 등쪽 표면의 뒤쪽 1/3을 샘플링합니다. 혀의 등쪽 표면을 앞뒤로 가볍게 또는 적당히 단단하게 긁어냅니다. 긁는 데는 1분 정도 소요됩니다. 혀 긁힘은 0.85 mL의 완충 멸균 식염수와 0.15 mL 글리세롤에 넣습니다. 모든 샘플은 -80°C에서 냉동된 후 게놈 분석을 위해 사우스 플로리다 대학의 Hariom Yadav 교수에게 보내집니다.
• 채혈 및 처리 공인된 훈련을 받은 채혈 전문의가 혈액을 채혈합니다. 동의 후 참가자로부터 혈액 샘플(최대 ~10mL)을 수집합니다. 비트 주스 섭취 전과 섭취 후 2.5시간마다 방문할 때마다 혈액을 수집합니다. 혈액은 가능한 한 2.5시간 표시에 가깝게 채혈됩니다. 현실적으로는 최종 연구 음료를 마신 후 2~3시간 사이에 발생할 수 있습니다. 표준 정맥 천자 방법 또는 Tasso HemolinkTM 장치를 통해 인증된 정맥 절개 교육을 받은 실험실 직원이 혈액을 채취합니다. HemoLink™는 작은 란셋과 부드러운 흡입을 사용하여 아주 작은 혈액 샘플(~¼ 티스푼)을 수집하는 FDA 승인 혈액 수집 장치입니다. 혈액은 표준 혈액 수집 튜브(예: 구연산염(파란색 상단), EDTA(보라색 상단) 및 헤파린(녹색 상단))을 포함하고 적절하게 라벨이 붙어 있습니다. 선호되는 튜브는 4mL 헤파린 튜브입니다. 연구 목적으로 채취한 모든 혈액 샘플은 연구 참가자 번호와 수집 날짜/시간으로 식별되며 표준화된 데이터 수집 양식에도 기록됩니다. 연구 목적으로 처리된 샘플에는 개인 식별 정보가 포함되지 않습니다. 모든 혈액 샘플은 즉시 원심분리기에서 600-800g의 속도로 5분간 회전시키고 상청액을 수집합니다. 혈장은 드라이아이스에서 냉동된 후 아질산염 및 질산염 함량 분석을 위해 -80°C에 보관됩니다.
• 프로바이오틱스 또는 위약 섭취 프로바이오틱스와 위약은 모두 프로바이오틱스 지침에 따라 하루에 두 번 섭취됩니다. 캡슐 1개를 지원자의 입에서 씹거나 녹인 후 삼키기 전에 입안에서 내용물을 바꿔가며 섭취합니다.

위험 참여를 원하는 환자로부터 약 10mL의 혈액이 채취됩니다. 이는 국소 마취제인 EMLA로 정맥 천자 부위를 준비한 다음 작은 게이지(23 또는 21) 나비 바늘을 통해 혈액을 채취하는 일반적인 방식으로 수행됩니다. 정맥에서 혈액을 채취하면 바늘에 구멍이 난 부위에 불편함이나 멍이 생길 수 있습니다. 드물게 바늘 천자 부위에 실신이나 감염이 발생할 수 있습니다. 모든 혈액은 정맥절개술 훈련을 받은 사람에게서 채취됩니다. 기증자로부터 혈액을 추적할 수 있는 방법은 없습니다.

연구에 포함될 개인의 타액이나 혀 긁어낸 부분을 기증하는 것에 대해 알려진 건강상의 위험은 없습니다. 개인을 연구에 연결하는 위험은 매우 적습니다. 기증자의 타액이나 혀 긁힌 부분을 추적할 수 있는 방법은 없습니다.

위험으로부터 보호하기 위한 전략입니다. 참가자의 개인 정보 보호와 연구 데이터의 기밀성을 보호하기 위해 개별 참가자에 관한 개인 정보는 시험관 내 연구와 연결되지 않습니다.

치료 계획. 타액 기증으로 인한 부상(가능성이 매우 낮음)의 경우, 개인은 담당 의사에게 연락하도록 지시되며 웨이크 포레스트 의과대학에서 유지되는 이용 가능한 연구 보장 범위에 따라 의료 서비스가 제공되고 비용이 청구됩니다.

혈액 채취로 인해 부상을 입은 경우, 환자는 담당 의사에게 연락하도록 지시되며 웨이크 포레스트 의과대학에서 유지되는 이용 가능한 연구 보장에 따라 의료 서비스가 제공되고 비용이 청구됩니다. 레이놀다 캠퍼스에서 채혈하는 혈액은 임상 환경이 아니지만 수년간의 경험을 갖고 훈련을 받은 채혈 전문의가 채혈합니다.

예상하지 못한 문제, 심각하고 예상치 못한 부작용, 일탈 또는 프로토콜 변경은 수석 조사자 또는 지정된 연구팀 구성원이 IRB 및 후원자 또는 적절한 경우 적절한 정부 기관에 즉시 보고합니다.

부수적 발견. 세균성 질산염 감소 측정은 현재 임상적 관련성이 없으므로 해당 측정의 이상하고 개별적인 결과는 전달할 가치가 없기 때문에 이 연구에서는 부수적인 발견이 발견되지 않을 것으로 예상됩니다.

표본 크기 평가 및 통계 분석

프로바이오틱스를 투여받는 참가자 10명과 위약을 투여받는 참가자 10명을 등록할 계획입니다. 우리는 대응 t-검정을 사용하여 프로바이오틱스를 복용한 참가자가 유의미하게(P < .05) 기준선과 비교하여 후속 조치 시 혈장 아질산염의 변화(사후 마이너스 사전)가 더 낮지만 위약(대응 t-검정)의 유의미한 효과는 없을 것입니다.

우리는 그룹당 10명의 참가자가 있는 프로바이오틱스 그룹(연속 종료점 2개의 독립적 샘플)에 대한 기준선과 비교하여 추적 관찰 시 아질산염 변화의 75% 감소를 측정하는 데 80% 검정력이 있다고 계산했습니다. 우리는 실험실의 이전 데이터를 기반으로 후속 조치와 기준선에 대한 아질산염 변화의 표준 편차를 60%로 가정했습니다.