Ligustrum robustum Bevitel, fogyás és bél mikrobiota: beavatkozási kísérlet

1 Közegészségügyi laboratóriumi tanszék, Nyugat-Kína Közegészségügyi Iskola, Szecsuani Egyetem, Csengtu 610041, Szecsuán tartomány, Kína

2 Epidemiológiai Tanszék, Közegészségügyi és Trópusi Orvostudományi Kar, Tulane Egyetem, New Orleans, LA, USA

3 4. számú nyugat-kínai oktató kórház, Nyugat-Kína Közegészségügyi Iskola, Szecsuani Egyetem, Chengdu 610041, Szecsuán tartomány, Kína

4 Közegészségügyi és megelőző orvosi laboratóriumi képzési központ, Nyugat-Kína Közegészségügyi Iskola, Szecsuani Egyetem, Csengtu 610041, Szecsuán tartomány, Kína

5 Táplálkozási Tanszék, Harvard T.H. Chan Közegészségügyi Iskola, Boston, MA, USA

6 Hálózati orvoslás Channing osztálya, Orvostudományi Osztály, Brigham and Women's Hospital és Harvard Medical School, Boston, MA, USA

Absztrakt

Ligustrum robustum (LR) állatkísérletek során elhízásellenes hatásokat mutat. Az emberre gyakorolt hatásról azonban keveset tudunk. Jelen tanulmány célja a LR bevitele az elhízott nők testsúlyának változására és a bél mikrobiota szerepére. A jelenlegi vizsgálatba harminc túlsúlyos és elhízott női résztvevőt (BMI ≥24 kg/m 2) vettek fel. A résztvevők ittak LR 10 g/nap 12 hétig. Testösszetételüket és a hozzájuk kapcsolódó biomarkereket értékelték. A bél mikrobiota változásait 16S rRNS szekvenálás segítségével elemeztük. Az elsődleges eredmény a testsúly változása volt. LR bevitele 2,5% -os súlyvesztést eredményezett 12 hét alatt (P

1. Bemutatkozás

Az elhízás világszerte járvány lett [1, 2]. A bél mikrobiota nemrégiben újszerű, metabolikusan aktív szervként jelent meg, szorosan kapcsolódik az elhízáshoz [3, 4], különféle mechanizmusok révén, például a zsírraktározást és az anyagcserét befolyásoló bioaktív vegyületek előállításával [5]. Így a bélbaktériumok étrendi modulációját ígéretes módszernek tekintik az elhízás megelőzésében és kezelésében.

Ligustrum robustum (LR), egy hagyományos kínai italgyár, rengeteg bioaktív vegyületet tartalmaz, amelyek egészségügyi előnyökkel járnak, például flavonoidokat, teljes fenolsavat, poliszacharidot és triterpenoidot [6, 7]. Állatkísérletek kimutatták az antiobesity, antioxidáns, gyulladáscsökkentő, daganatellenes és hepatoprotective hatásokat LR [8–10]. Sőt, a LR-állatkísérletekben a bél mikrobiota összetételének kiváltott változását is megfigyelték súlyvesztéssel együtt [11].

Bár a felhalmozódó adatok rávilágítanak a LR a testsúlycsökkenés tekintetében humán vizsgálatokból nincsenek közvetlen bizonyítékok; és keveset tudni arról, hogy LR befolyásolja az emberek bél mikrobiotáját. Mivel a nők testzsírszázaléka magasabb, mint a férfiaké, és nagyobb valószínűséggel szenvednek elhízástól, és nagyobb valószínűséggel akarnak fogyni [12], a jelenlegi 12 hetes beavatkozási kísérletben célul tűztük ki a LR a testösszetételről és a bél mikrobiotájáról a túlsúlyos és elhízott nők körében.

2. Anyagok és módszerek

2.1. Az LR elemzései

A LR kivonat komponenselemzéshez, 50 g LR finom porrá őröltük és 1500 ml desztillált vízben szuszpendáltuk, és 3 órán át 80 ° C-on rázással inkubáltuk. Ezután az extraktumot leszűrjük, majd rotációs bepárlón 1 g/ml koncentrációra tovább bepároljuk, és további felhasználásig -20 ° C-on tároljuk [10]. Az analitikai oldatot 220-as szűréssel állítottuk elő μL felülúszó 0,22-et használva μm szűrő.

2.2. Tárgyak

30–60 éves közösségi önkéntes nők, akiknek testtömeg-indexe (BMI) meghaladja a 24 kg/m 2 -et, meghívást kaptak a vizsgálatba [13]. Azokat az alanyokat kizártuk, akik testtömeget befolyásoló gyógyszereket használtak, krónikus betegségben szenvedtek, 3 hónapon belül antibiotikumot szedtek, nemrégiben megváltoztatták az étrendjüket, vagy nem voltak elég motiváltak a vizsgálat befejezéséhez. Harminchat önkéntes vett részt az első interjún. Egy önkéntest kizártak alapbetegség miatt, négyet a BMI 2 miatt, egy önkéntest pedig munka miatt hagyott ki. A résztvevők demográfiai jellemzőit, beleértve az életkort és a kórtörténetet, kérdőív segítségével kaptuk meg.

A Szecsuáni Egyetem Orvosi Etikai Bizottsága jóváhagyta a tanulmányt (jóváhagyási szám: K2016025). Az összes résztvevő írásos tájékozott beleegyezést kapott. Ezt a vizsgálatot a http://www.chictr.org.cn címen (ChiCTR-OOh-17011832) regisztrálták.

2.3. LR beavatkozás

Feldolgozott levelek LR Kína legnagyobbjaiból szerezték be LR szolgáltató, a Green Hills és a Blue Waters Co., Ltd. (Junlian, Sichuan, Kína). Az egyik teazsákba 5 g földelést töltöttek LR levelek. A teapor elkészítése során további vegyszert nem vezettek be. Az egyik teazsákot 420 ml forralt vízzel főztük legalább 10 percig egy csésze tea mellett. Szükség esetén további forró víz engedélyezett ugyanahhoz a teazsákhoz.

A résztvevőket inni utasították LR naponta kétszer étkezés után 12 hétig. A résztvevőknek a vizsgálat során azt mondták, hogy szokásos étrendjüket fogyasszák. A vizsgálatban más teát és antibiotikumot tiltottak. A beavatkozás végén megszámolták a megmaradt teazsákok számát a megfelelés értékeléséhez.

2.4. Antropometriai mérések és biokémiai elemzés

2.5. Étrendértékelés és fizikai aktivitás monitor

Az étrendi betartás értékeléséhez összegyűjtöttük az étkezési gyakoriság kérdőíveket (FFQ), amelyek az összes résztvevőnél a kiindulási állapotban és a 12 héten belül meghatározták a fő étel- és italfogyasztás gyakoriságát és mennyiségét [15]. A fizikai aktivitást kiértékeltük a kiindulási értéknél és 12 hétig az International Physical Activity Questionnaire (IPAQ) segítségével [16]. A különböző típusú fizikai aktivitások gyakoriságát és időtartamát a résztvevőktől szerezték be. A metabolikus egyenérték (MET) értékét a munka metabolikus sebességének és a standard nyugalmi anyagcsere sebességének (RMR) arányaként határoztuk meg. Az egyik MET meghatározása 1,0 kcal/kg/óra [17]. Megszoroztuk a megfelelő MET értéket a tevékenységben részt vevő heti órák számával, hogy minden tevékenységhez átlagos energiafelhasználást kapjunk.

2.6. 16S rRNS szekvenálás

A 29 résztvevő mikrobiális közösségeit nagy áteresztőképességű szekvenálással elemeztük. A kiindulási alapon gyűjtött székletmintákat és 12 hét múlva azonnal -80 ° C-on tároltuk a bél mikrobiota elemzéséhez. Az egyes székletminták DNS-ét a QIAamp Fast DNS Stool Mini Kit (Qiagen, Hilden, Németország) alkalmazásával extraháltuk. A DNS-koncentrációt Nanodrop spektrofotométerrel (NanoDrop 2000, Wilmington, USA) határoztuk meg. A 16S rRNS V4 régióját az 515F (5'-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3 ') és a 806R (5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3') primer segítségével amplifikáltuk vonalkóddal. A szekvenálást egy Illumina Miseq platformon (Novogene, Peking, Kína) hajtották végre a gyártó szabványos protokollja alapján. A nyers szekvenciákat a QIIME szoftvercsomag segítségével dolgoztuk fel. ≥97% hasonlóságú szekvenciákat azonos OTU-khoz rendeltünk. Az egyes OTU-k reprezentatív szekvenciáját a további annotációk céljából átvilágítottuk.

2.7. Nemkívánatos események figyelése

Nemkívánatos események kapcsolódó LR a bevitelt a résztvevők maguk jelentették. Ezenkívül biomarkereket, például aszpartát-aminotranszferázt (AST) és alanin-aminotranszferázt (ALT) mértek a szérumban a májfunkció értékelésére.

2.8. Statisztika

Minden statisztikai összehasonlítás kétoldalas. Az összes teszt szignifikancia szintjét P értékre állítottuk

3. Eredmények

3.1. LR összetétel jellemzése

Összesen 7477 komponenst azonosítottak LR. Mind a pozitív, mind a negatív ion mód legelterjedtebb top 25 komponenseit az 1. táblázatban mutatjuk be.

3.2. A vizsgálatban résztvevők jellemzői

A résztvevők jellemzőit a 2. táblázat mutatja. A kiinduláskor a résztvevők átlagos életkora 47,9 ± 5,4 év volt, az átlagos BMI 29,85 ± 3,70 kg/m 2, a testzsír átlagos százalékos aránya (41,33 ± 5,27)% volt. . A résztvevők fizikai aktivitása magasabb volt a kiinduláskor, mint 4 hét és 12 hét alatt (P = 0,01). A 12 hetes vizsgálat során nem találtak szignifikáns változást az étrendi energiafogyasztásban (P = 0,62).

3.3. Az LR hatása a testösszetételre

A résztvevők jelentős súlycsökkenést mutattak erre válaszul LR beavatkozás (P 2 (P BiomarkerekAlapvonal12 hétP Lipid profil TG, mmol/l1,57 ± 0,961,48 ± 0,870,33 CHOL, mmol/l4,75 ± 0,744,72 ± 0,950,81 LDL-koleszterin, mmol/l3,00 ± 0,773,06 ± 0,800,67 HDL-koleszterin, mmol/l1,33 ± 0,271,42 ± 0,330,01

3.5. Az LR hatása a bél mikrobiotájára

A bél mikrobiotában dominált Firmicutes, Bacteroidetes, és Proteobaktériumok menedékjogi szinten a vizsgálat során. Nagyobb közösséggazdagság mutatkozott 12 hét múlva az alapvonallal összehasonlítva (ACE becslő, P 1. ábra

Alfa változatosság ACE, Chao 1 index, megfigyelt fajok, PD teljes fa, valamint Shannon és Simpson index alapján mérve. WK0, alapvonal; 12. hét, 12 hét.

Jelentősen csökkent csökkenést találtunk Firmicutes-nak nek-Bacteroidetes aránya előtt és után LR beavatkozás (0,53 versus 0,42, P = 0,03) (2. (a) és 2. (b) ábra). Tovább elemeztük a bél mikrobiota béta változatosságát. A PCoA különbözõ baktériumközösségi struktúrákat mutatott az alapvonal és a 12 hét között (2. ábra (c)). Meghatároztuk a mikrobiális taxonokat is, amelyek a kiindulási és a 12 hét közötti különbségeket magyarázták. A kiindulási értékekhez képest, Bacteroidaceae, Bacteroides, Bacilli, és Lactobacillales magasabbak voltak, míg Ruminococcaceae, Enterobacteriaceae, Enterobacteriales, Lachnospiraceae, Clostridia, és Clostridiales 12 hét múlva alacsonyabbak voltak (2. ábra (d)).

A bél mikrobiotájának módosulása után Ligustrum robustum (alapvonal és 12 hét). (a) - (b) 16S rRNS szekvenálás elemzése és a bél mikrobiota taxonómiai osztályozása a menedékjog szintjén. (c) A mikrobiális közösség szerkezetének fő koordinátanalízise (PCoA) előtte és utána Ligustrum robustum ivás (N = 28). Az elemzés az összes baktériumosztály rengetegségén alapult, amelyet nagy áteresztőképességű szekvenálással, súlyozatlan UniFrac analízissel nyertünk. Az alapvonal baktériumközösségét piros kör és 12 hét kék háromszög ábrázolta. (d) A lineáris diszkrimináns analízis (LDA) hatásának nagysága (LEfSe) a taxonokat jellemezte (megnövekedett és csökkent bőség) 12 hét alatt. c_, osztály; o_, megrendelés; f_, család; g_, nemzetség; WK0, alapvonal; 12. hét, 12 hét.

Továbbá megvizsgáltuk, hogy a bél mikrobiota különbözik-e a 2,5% -os fogyást elérők és azok között, akik nem; azonban a bél mikrobiota összetételében nem találtak szignifikáns különbséget.

3.6. Biztonsági értékelés

A találmányra válaszul egyetlen résztvevő sem vonult vissza a vizsgálatból kényelmetlenség vagy káros hatások miatt. A nyomon követés szerint bár 2 résztvevő az első 2 napban enyhe hasi fájdalomról számolt be, a kényelmetlenség hamarosan enyhült. A vizsgálat után 6 résztvevő (köztük 1 résztvevő, aki enyhe hasi kellemetlenségről számolt be) beszámolt a LR a székletürítés előmozdításáról. Ezenkívül az AST és az ALT a beavatkozás után csökkent. A biztonsági értékelés egyéb mérése során nem találtunk különbséget.

4. Megbeszélés

A jelenlegi tanulmányban ezt találtuk LR a 12 hetes beavatkozás kedvező hatást mutatott a testsúlyra, a testzsírra, a zsigeri zsírterületre, a HDL-re, a leptinre és a has kerületére a túlsúlyos és elhízott női résztvevők körében. Ezen kívül azt is megállapítottuk LR a beavatkozás csökkentette a Firmicutes/Bacteroidetes arányt, megnövelte a gazdagságot és megváltoztatta a bél mikrobiota reprezentatív taxonjait.

A túlsúlyos és elhízott középkorú nőstényeken végzett megfigyelésünk összhangban áll korábbi állatkísérletünkkel, amelyben azt találtuk, hogy LR az extraktív bevitel csökkentette a testsúlyát és megváltoztatta a bélbaktériumokat patkányokban [11]. Egy nemrégiben végzett egérvizsgálat kimutatta a fenilpropanoid glikozidok elhízás elleni hatását is LR [9].

A bél mikrobiota kimutatták, hogy az elhízás oka [3]. Az ételből származó energiatermelés hatékonyságát befolyásolhatja a bél mikrobiota összetétele [18]. A bélmikrobiális közösség diétával történő módosítása új megközelítéssé vált az elhízás megelőzésében és kezelésében [4, 19, 20]. Az elhízáshoz alacsony baktériumdússág társult [21, 22]. Az étrendi és számos természetes italgyár megváltoztatta a bél mikrobiota összetételét [18, 23, 24]. Jelen tanulmányban azt tapasztaltuk, hogy a bél mikrobiota gazdagsága 12 hét után magasabb volt, mint az alapérték, és ez a változás hasonló volt az energiával korlátozott diétás beavatkozás és a Roux-en-Y gyomor bypass műtét okozta hatáshoz [18, 25] . Bár a mechanizmusok ismeretlenek, adatunk azt sugallja, hogy a bioaktív vegyületek, például a növényi poliszacharidok, amelyek a LR [7] részben figyelembe veheti a hatásokat, és ezt a posztulációt támasztja alá a De Filippo és munkatársai által készített tanulmány, amelyben az étrend tápanyagai baktériumok gazdagságával és sokféleségével társultak [26].

Tudomásunk szerint ez az első beavatkozási kísérlet a hatására LR a testsúly változásáról, a testösszetétel mértékéről és az elhízással kapcsolatos egyéb biomarkerekről a túlsúlyos és elhízott középkorú kínai nők körében. Egy fő erősség, hogy elemeztük a szerepét LR beavatkozás a bél mikrobiotájának modulációjába. Számos korlátozást kell azonban figyelembe venni. Először is, mert az íze LR meglehetősen keserű, nehéz volt ideális placebót találni a vakon végzett, kontrollos vizsgálat elvégzésére. A résztvevők hiánya kontrollcsoportként és a kis mintaméret bizonytalansághoz vezethet becsléseinkben. Másodszor, csak nőknél végeztünk elemzést; további vizsgálatok szükségesek férfiakon. Harmadszor, a jelenlegi vizsgálatban nem kaptak olyan fogamzásgátló módszer adatait, amelyek befolyásolhatják a kapcsolódó mérést. Negyedszer, a BIA-val mértük a testösszetételt, amely kevésbé megbízható, mint a kettős energiájú röntgenabszorpciós módszer. Továbbá, súlycsökkentő hatásai LR különböző dózisokban további vizsgálatok szükségesek.

Összességében ez a tanulmány azt sugallja, hogy a napi ivás LR A napi 10 g 12 hétig javíthatja a testsúlyt. Ez a kedvező eredmény összefügg a bél mikrobiotájának és az anyagcsere állapotának változásával. Eredményeink támogatják a LR, hagyományos ital, az elhízás kezelésében.

Adatok elérhetősége

A vizsgálat eredményeinek alátámasztására használt adatok kérésre a megfelelő szerzőtől állnak rendelkezésre.

Összeférhetetlenség

A szerzők nem jelentenek összeférhetetlenséget.

A szerzők közreműködése

Tao Zhou, Jingyuan Xiong és Xiaofang Pei kutatásokat tervezett; Tao Zhou, Jiayi Chen, Jiayi Xu és Sijing Liu kutatásokat végzett; Tao Zhou és Tianli Zheng adatokat gyűjtött. Tao Zhou és Dianjianyi Sun elemezte az adatokat; Tao Zhou és Jingyuan Xiong írták a lapot; Lu Qi kritikus átdolgozta a kéziratot; Xiaofang Pei volt az elsődleges felelősség a végső tartalomért. Minden szerző elolvasta és jóváhagyta a végleges kéziratot.

Köszönetnyilvánítás

Köszönjük a résztvevőknek a kutatás iránti elkötelezettségét és hozzájárulását. Köszönjük a Szecsuáni Egyetem Közegészségügyi és Megelőző Orvostudományi Tartományi Kísérleti Oktató Központjának, valamint Szecsuán tartomány Élelmiszerbiztonsági Monitoring és Kockázatértékelési Kulcslaboratóriumának támogatását. Ezt a tanulmányt a Kínai Nemzeti Természettudományi Alapítvány (81273055 sz.) És Szecsuán tartomány Tudományos és Technológiai Tanszéke (sz. 2016SZ0034) támogatta. Tao Zhou ösztöndíjat kapott a Kínai Ösztöndíj Tanács keretében, hogy közös Ph.D.-ként folytassa tanulmányait az Amerikai Egyesült Államokban. Diák (aktaszám 201606240145).