确定年轻女性饮用蔓越莓汁后的代谢组学和微生物组变化

饮用蔓越莓汁与预防尿路感染有关。 但由于蔓越莓产品的苦味和涩味，蔓越莓相关临床试验参与者的依从性较差，导致蔓越莓汁的功能研究难以深入。 因此，迫切需要一种有效的方法来验证参与者的合规性。 在之前的研究中，使用全球 UHPLC（超高效液相色谱）-Q-Orbitrap-HRMS（高分辨率质谱）方法研究了食用蔓越莓汁后年轻女性的血浆和尿液代谢组。 PLS-DA（偏最小二乘判别分析）分析表明，与基线和苹果汁摄入量相比，年轻女性的血浆和尿液代谢组在摄入蔓越莓后发生了变化。 食用蔓越莓汁会增加外源性和内源性代谢物的排泄。 这些代谢物已被确定为蔓越莓汁消费的候选生物标志物。 已建立的 PLS-DA（偏最小二乘判别分析）/OPLS-DA（正交偏最小二乘判别分析）模型提供了识别蔓越莓汁消费者的机会。

尚不清楚蔓越莓汁的摄入是否会影响人体肠道微生物群的分布。 但一些研究表明，富含多酚的饮食可以改善肠道微生物群。 先前对人体肠道微生物群的体外研究表明，与 B 型原花青素相比，A 型蔓越莓原花青素的微生物分解代谢产生的代谢物具有不同的特征和结构。

了解人体肠道微生物组的变化将使研究人员能够关联和解释尿液和血液中的代谢组变化，也将解释蔓越莓的健康益处。

本研究将收集所有样本，可以比较短期蔓越莓汁处理（3 天）和长期处理（21 天）之间的代谢组学变化。 由于蔓越莓汁的泌尿道保护作用通常与长期食用有关，因此有望通过长期研究确定更多的代谢组学变化。

研究计划：

具体目标1：将在UF（佛罗里达大学）校区招募二十（20）名年龄在18-29岁、BMI（体重指数）正常（18.5-25）且体重至少110磅的健康女大学生。

广告将以传单的形式出现。 调查员的联系信息将包含在传单中。 问卷将用于获取有关预筛选对象的信息。 所有参与者都将收到有关研究的自然和潜在风险的书面和口头信息。

建议参与者从 10 月 10 日开始避免食用富含原花青素的食物，包括蔓越莓、蓝莓、草莓李子、覆盆子、苹果、葡萄、葡萄籽提取物、碧容健、红酒、茶、巧克力和其他可可制品或其他蔓越莓类补品-天（第 1-9 天）期间运行到研究结束。 建议参加者食用橙子、西瓜、蜜露、哈密瓜来代替。 尿液和粪便样本收集工具包将分发给所有参与者，参与者将接受使用收集工具包的培训。 参与者将在第 7 天至第 9 天的任何一天收集一份粪便样本。 第10天早上，自行采集过夜空腹尿样本，并抽取受试者血样（2管，共30mL）。 空腹采血后将为参与者提供早餐。 将聘请经过培训和认证的抽血师抽血。 抽血后，每位参与者将饮用 1 瓶（250 毫升）蔓越莓或安慰剂汁，另外 5 瓶蔓越莓或安慰剂汁将在第 10 天的晚上和第 10 天的早晚分别给予每位受试者饮用。第 11 天和第 12 天。 还将在第 12-4 天收集一份粪便样本。 所有受试者将在第 13 天早上返回临床单位，并在参与者食用 1 瓶蔓越莓或安慰剂汁后 30-60 分钟收集自己收集的过夜快速尿样和血样。 将在第 13 天的晚上和第 14-29 天的早晚将蔓越莓汁或安慰剂汁分发给每个受试者饮用。 预约将每周安排一次，或应参与者的要求在第 14 至 29 天进行。 第 29 至 31 天将收集一份粪便样本。 在第30天的早上，将自行收集过夜的空腹尿样本，并在服用蔓越莓汁或安慰剂后抽取血液样本。 在 14 天的清除期后，参与者将切换到替代方案并重复该方案。 收集的所有样品将被等分并保存在 -80°C 中。 这不太可能发生，但如果任何受试者在饮用果汁后出现任何严重的不良反应，出于安全考虑，将根据她的情况将参与者从研究中移除。

在第 13 天、第 48 天（服用蔓越莓汁/安慰剂后 3 天）收集的尿液和血浆样本的制备将遵循既定方案。 LC-HRMS（液相色谱-高分辨率质谱）数据将被归一化并导入到 SIMCA（版本 13.0.3， Umetrics, Umea, Sweden) 使用先前建立的 PLS-DA（偏最小二乘判别分析）/OPLS-DA（正交偏最小二乘判别分析）模型来盲目识别蔓越莓汁消费者。 结果将发送给 Ocean Spray 进行验证。

具体目标2：

将分析基线粪便样本和第 30 天、第 65 天（服用蔓越莓汁/安慰剂后 21 天后）收集的粪便样本的微生物组组成。 基因组微生物 DNA 将使用 MoBlo Power 土壤 DNA 分离试剂盒从粪便样本中提取。肠道微生物群的变化将使用冗余和判别分析与尿液中的代谢组变化相关联。 粪便样本中的粪便粘蛋白和IgA（免疫球蛋白A，肠道屏障指标）、短链脂肪酸和氨将使用特定的检测试剂盒或HPLC（高效液相色谱）方法进行分析。

具体目标3：

在第 30 天、第 65 天（服用蔓越莓汁/安慰剂后 21 天）收集的尿液和血浆样本的制备将遵循既定方案。 UHPLC（超高效液相色谱）-Q-Orbitrap-HRMS（高分辨率质谱）分析、多元数据处理和统计分析将与特定目标 2 中讨论的实验过程相同。