Concord 葡萄多酚-大豆分离蛋白复合物 (GP-SPI) 对肠道菌群的影响

拟议的研究将调查短期补充 GP-SPI 如何在监测肝肾功能/健康的同时改变健康参与者的肠道微生物群落。

意义：

GP-SPI 食品成分的生化特性已得到充分证明，GP-SPI 和 SPI 补充剂已在小鼠身上进行了广泛测试。 拟议的研究是对动物研究的合乎逻辑的后续研究，该研究表明，与单独喂食高脂肪饮食 (HFD) 并补充 SPI 的对照小鼠相比，喂食等热量 HFD 并补充 GP-SPI 的小鼠表现出更大的体重增加抵抗力，肥胖和葡萄糖耐受不良。 这些影响伴随着小鼠肠道微生物群组成的变化，包括与代谢弹性相关的微生物 Akkermansia muciniphila 的丰度增加。 在补充有 GP-SPI 的低脂饮食 (LFD) 的瘦小鼠中观察到类似的肠道微生物群变化。

葡萄浆果，尤其是果皮和种子中所含的 B 型原花青素 (PAC) 类多酚对健康有益；然而，PAC 的吸收很差并且仅在结肠中达到高浓度，这引发了有关作用机制的问题。 先前的研究表明，来自葡萄和蔓越莓的膳食 PAC 会改变与代谢弹性相关的肠道微生物群。 PAC 还可以通过肠道细菌进行生物转化，产生可能有益于健康的微生物代谢物 (MM)。

研究设计和方法

将通过在罗格斯大学校园内张贴并发送到大学电子邮件列表的传单招募潜在参与者。 有兴趣的人将根据纳入和排除标准进行筛选。

登记的受试者将开始为期 17 天的研究。

学习程序

• 将招收三十名受试者。
• 食物清单：除了提供的富含 PAC 的食物清单外，参与者将保持他们通常的饮食，他们将被要求在 5 天的清除期和 10 天的干预期间戒除这些食物。 食物清单如下。 目标是让 GP-SPI 作为研究期间饮食中 PAC 的主要/唯一来源。
• 洗脱和 SPI（第 -5 天到 -1 天）：在任何补充剂之前的第 -5 天（基线前），每个受试者将收集他们的粪便和尿液样本。 然后，在 5 天的清除期（第 -5、-4、-3、-2 和 -1 天）期间，每个受试者每天服用两次 SPI（以预先称重的 20 克小包的形式提供）。 受试者将被指示将每包 SPI 混合在 250 mL 水或冰沙（将提供下面的配方示例）中，使用说明中详细说明的允许食物，并在早餐前和晚上晚餐前食用一次。
• 第 0 天：在第二天，每个受试者将收集他们的基线（第 0 天）粪便和尿液样本。 他们将由研究护士抽取血样。 血液将用于 CMP 测试，制备的血清将被等分并储存在 -80 °C，直到处理用于标记分析和代谢组学。 对第 0 天样本的分析应有助于从 GP-SPI 干预期间收集的后续样本中分离出仅由 SPI 引起的任何影响。 在第 0 天，受试者将在 IFNH 丢弃尿液和粪便样本并收集 GP-SPI 数据包。 在第 0 天，参与者也将停止服用 SPI，并在第 1 天早上开始补充 GP-SPI。
• GP-SPI（第 1-10 天）：每个受试者将收到 20 个预先称重的 20 克 GP-SPI 包。 在第 1 天，将指示受试者将每包 GP-SPI 混合在 250 mL 水或冰沙中（将提供食谱示例，请参见下文）使用说明中详述的允许食物，并在以下时间食用 GP-SPI 混合物一次连续 10 天早上早餐前一次，晚上晚餐前一次。
• 将向受试者提供他们可以保留的个人搅拌机，用于制作冰沙（价值约 25 美元）。
• 数字食物日记：参与者将被要求用他们的个人移动计算设备（例如， 智能手机、iPad 或类似设备）。 参与者将需要下载免费的移动应用程序 WhatsApp，以发送带有食品简要说明的照片。 照片和食物描述也可以发送到为本研究创建的电子邮件地址 (food4microbes@sebs.rutgers.edu)。 食物日记必须在 5 天的 SPI 和洗脱期、第 0 天（休息日）、10 天的 GP-SPI 干预期以及直到第 11 天的最后一次抽血（总共 17 天）期间保存.
• 粪便样本：将向受试者提供含有 95% 乙醇的试管和/或含有 50% 甘油（50% 水）的试管以及纸质马桶配件，以便于自行收集粪便样本；将指导每位参与者使用粪便收集材料。 粪便样本将被等分并储存在-80°C直到提取。 在 50% 甘油中收集粪便样本并立即冷冻将允许培养肠道细菌用于体外实验。
• 布里斯托尔粪便量表：将向受试者提供布里斯托尔粪便量表 (BSS) 表格，并要求受试者填写他们在研究的第 -5、0、2、4、6、8 和 10 天收集的粪便样本。 粪便稠度已被证明与肠道微生物群的丰富度和组成、肠型和细菌生长率密切相关。 将招募报告每天至少一次排便的受试者以便于遵守研究方案。 此外，BSS 表格包含一个额外的列，用于在样本收集期间捕获有关月经的信息，因为此变量可能会影响代谢物或细菌概况。
• 尿液样本：将向受试者提供无菌收集容器，用于在第 2、4、6、8、10 天收集尿液样本，并要求将样本保存在 4°C 冰箱中，直到运送到实验室以保持代谢物稳定性。 将要求受试者在采集后 2-3 天内尽快将样本带到实验室进行处理。 尿液样本将被等分并储存在-80°C，直到处理用于代谢组学研究。
• 血样：在第 11 天，受试者将抽取最后的血样。 血液将用于 CMP 测试，制备的血清将被等分并储存在 -80 °C，直到处理用于标记分析和代谢组学。

样品将用于纵向、微生物组范围的关联研究 (MWAS)，以确定与 GP-SPI 补充剂呈正相关或负相关的肠道细菌物种/菌株。 将对收集的尿液、粪便和血液样本进行代谢组学分析，以识别/量化已知和未知的代谢物。 将对粪便样本进行鸟枪法宏基因组测序，以生成用于物种/菌株水平鉴定的高质量基因组草图。 这些动态数据集将作为 MWAS 的输入，将增加/减少的肠道细菌种类/菌株水平与增加/减少的代谢物相关联。 然后，这些细菌-代谢物关联将用于推断可以在体外和小鼠模型中进一步测试的因果关系。 我们预计这些研究的成功完成将有助于从机制上解释葡萄 PAC 等膳食多酚如何改变肠道微生物群以及由此产生的 MM 以促进代谢健康。