高果糖饮食、肠道微生物组和代谢健康

美国人通常摄入过量的膳食果糖。 添加果糖已被证明会对代谢健康产生不利影响，包括增加胰岛素抵抗和 2 型糖尿病 (T2D) 风险。 然而，人们对膳食果糖与代谢健康之间的联系机制知之甚少。 小肠中果糖吸收不良或代谢不完全在人群中很常见。 过量的果糖到达结肠，可能会改变肠道微生物组的结构和功能，改变细菌代谢物并引发影响 T2D 风险的炎症反应。 为了阐明膳食果糖的常见摄入水平是否通过改变肠道微生物群影响代谢结果，研究小组将随机 30 名参与者进行受控交叉饮食干预，其中参与者将食用 12 天的等热量、添加果糖或葡萄糖的饮食（总热量的 25%）间隔 10 天的控制饮食清除期。

研究小组的目标是：

1. 确定高果糖消耗、肠道微生物组和代谢风险之间的关系。
2. 使用无菌小鼠模型来表征果糖诱导的肠道微生物组改变对代谢风险的因果作用。

研究小组将测量 1) 通过粪便宏基因组测序的微生物群落结构和功能，2) 通过靶向和非靶向代谢组学测量粪便代谢物，3) 人体测量学，4) 胰岛素抵抗、T2D 风险和炎症细胞因子的血清标志物，5) 粪便微生物通过 MRI 弹性成像检测碳水化合物氧化能力和 6) 肝脏脂肪。 研究团队将使用新颖的统计方法，包括分布式滞后模型，来了解饮食、微生物组、代谢物和健康结果之间的复杂关系。

研究小组随后将在无菌小鼠中进行受控饮食干预和粪便微生物组移植研究。 来自临床干预的葡萄糖和果糖组的人类参与者的供体粪便样本将被移植到无菌和定植小鼠体内，以建立果糖引起的肠道微生物组变化、肝脏脂肪以及已知的代谢和炎症变化之间的因果关系增加 T2D 的风险。

研究小组旨在全面评估高果糖饮食给肠道微生物组带来的结构和功能变化。 确定过量果糖对微生物组的影响将有助于确定果糖导致代谢疾病风险的新方法。 除了确定改善成人代谢健康的策略外，该提案的数据还可以帮助制定有针对性的方法，以减轻儿童等消耗大量果糖的弱势群体未来的疾病风险。