技術(shù)流程

實驗方法

本研究基于廣州營養(yǎng)與健康研究(GNHS)，這是一項位于中國廣州的基于社區(qū)的前瞻性隊列研究。2008-2013年，共有4048名參與者，年齡在45-70歲，在廣州市居住至少登記了5年。在這些參與者中，3169名（第1部分）在2008年至2010年期間被招募，879名（第2部分）在2012年至2013年期間被招募。所有參與者大約每3年進(jìn)行一次隨訪。

1、腸道菌群的DNA測序

2、靶向血清代謝組學(xué)

研究結(jié)果

1.乳制品消費和腸道微生物群組成

在調(diào)整了社會人口統(tǒng)計學(xué)和生活方式因素后，總?cè)橹破废M量與香農(nóng)和辛普森指數(shù)呈正相關(guān)。在OTU水平上，作者使用PCoA和永久分析觀察到所有三個乳制品變量的最高和最低攝入類別之間腸道微生物群落結(jié)構(gòu)的顯著差異(所有P值<0.05，圖1)。

圖1| 基于Bray-Curtis距離的PCoA圖譜所表示的腸道微生物群落結(jié)構(gòu)的變化

2.長期乳制品消費的分類學(xué)生物標(biāo)志物

結(jié)果表明，在最高的總牛奶攝入量組和最高的牛奶攝入量組中分別有多個屬的富集（圖2）。其中，雙歧桿菌、鏈球菌、梭狀芽孢桿菌和Gemellaceae_other在兩個奶牛類群中均富集。相比之下，腸桿菌科的一個屬被鑒定為低乳制品總攝入量和低牛奶攝入量的生物標(biāo)志物。此外，Ruminococcaceae_other屬、大毛桿菌屬、細(xì)孔桿菌屬、其他屬、Barnesiellaceae_other屬和Rikenellaceae_other屬在酸奶攝入量最高的組中富集，而鯨桿菌屬和梭桿菌屬是酸奶攝入量較低的標(biāo)志。

圖2| 與乳制品、牛奶和酸奶總消費量相關(guān)的分類學(xué)生物標(biāo)志物

3.與乳制品相關(guān)的腸道微生物特征和心臟代謝危險因素

多變量線性回歸分析表明，奶牛微生物評分和a-多樣性指數(shù)每增加1-SD，血清甘油三酯水平降低0.08-0.14SD(經(jīng)各種心臟代謝特征的多次檢測校正后，P值<為0.05)(圖3)。作者還觀察到乳制品總微生物評分、牛奶微生物評分和Shannon指數(shù)與高密度脂蛋白膽固醇呈正相關(guān)（圖3）。此外，乳制品攝入量和相應(yīng)的乳制品微生物評分之間的關(guān)聯(lián)并沒有因年齡(<65vs65)、性別或體重指數(shù)(<25vs25)而發(fā)生顯著變化。

圖3|與乳制品相關(guān)的腸道微生物特征與心臟代謝危險因素之間的關(guān)系

相關(guān)分析表明，甘油三酯與Ruminococcaceae_other屬、嗜血桿菌屬、Barnesiellaceae_other屬、Rikenellaceae_other屬呈負(fù)相關(guān)，與頭孢桿菌屬、梭桿菌屬呈正相關(guān)（圖4）。此外，高密度脂蛋白膽固醇與腸桿菌科_other屬呈負(fù)相關(guān)，在較低的乳制品和牛奶總消費類別中富集。

圖4| 乳制品相關(guān)細(xì)菌屬與心臟代謝危險因素的關(guān)系

4.與乳制品微生物評分和心臟代謝特征相關(guān)的代謝物

利用部分Spearman相關(guān)分析，作者分別鑒定了6種與牛奶微生物評分相關(guān)的血清代謝物和23種與酸奶微生物評分相關(guān)的血清代謝物(P<0.1)(圖5a，b)。在與牛奶微生物評分相關(guān)的代謝物中，作者還觀察到十一碳烯酸與牛奶攝入量之間存在正相關(guān)(P=0.02)，同時2-羥基-3-甲基丁酸與牛奶攝入量呈負(fù)相關(guān)(P=0.006)。同樣，2-羥基丁酸和l-丙氨酸與酸奶攝入量呈負(fù)相關(guān)(P=均為0.04)(圖5c)。進(jìn)一步分析顯示血清代謝物與高密度脂蛋白膽固醇、甘油三酯之間具有一定相關(guān)性。其中，高密度脂蛋白膽固醇與十一碳烯酸呈正相關(guān)，與l-丙氨酸呈負(fù)相關(guān)。甘油三酯與2-羥基丁酸、l-丙氨酸和2-羥基丁酸呈正相關(guān)，與十一碳烯酸呈負(fù)相關(guān)(圖5b)。

圖5| 血清代謝物與乳制品消費、乳制品微生物評分和心臟代謝特征有關(guān)

研究討論

1、總?cè)橹破窋z入量和酸奶攝入量均與腸道微生物多樣性和特定屬的豐富度呈正相關(guān)。

2、乳制品調(diào)節(jié)的腸道微生物特征與心臟代謝特征（例如血液甘油三酸酯和HDL膽固醇）具有正相關(guān)。

3、代謝組學(xué)分析表明，與乳制品有關(guān)的腸道菌群與宿主循環(huán)代謝組學(xué)特征相關(guān)，表明乳制品攝入與心臟代謝風(fēng)險因素之間存在有益的聯(lián)系。

小鹿推薦

人類腸道微生物群由數(shù)萬億個微生物細(xì)胞和數(shù)千種細(xì)菌組成。在這些影響腸道微生物群的因素中，飲食是關(guān)鍵成分。先前的研究表明，腸道微生物群可以在1-2天內(nèi)對飲食快速反應(yīng)。然而，長期的飲食攝入似乎是塑造人類腸道微生物群的結(jié)構(gòu)和活動的主導(dǎo)力量。雖然一些研究表明了乳制品攝入對腸道微生物群的影響，但它們通常是橫斷面或短期干預(yù)研究，或僅是研究重點關(guān)注幾種腸道細(xì)菌。而本研究基于微生物組DNA測序及靶向血清代謝組學(xué)利用大樣本量進(jìn)行前瞻性的揭示長期攝入乳制品對于人體腸道菌群組成和結(jié)構(gòu)關(guān)系的研究，為進(jìn)一步研究腸道菌群在飲食與心臟代謝健康之間的聯(lián)系提供了新的見解及思路。

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