Anjana and Santosh Kumar Tiwari |
要約 |
| 背景と目的 :ベリー（ポリ）フェノールの摂取は心臓保護効果と関連していますが、腸内微生物叢がそのような健康効果に果たす役割についてはほとんどわかっていません。 私たちの目的は、高血圧前の中年の男性と女性における心臓代謝の健康と腸内微生物叢の豊富さと組成に対するアロニアベリー（ポリ）フェノール摂取の影響を調査することでした。 |
| 方法 :合計 102 人の前高血圧症参加者が、並行して 12 週間のランダム化二重盲検プラセボ対照試験に参加しました。 ボランティアは、カプセル化された（ポリ）フェノールが豊富なアロニアベリー抽出物（アロニア、n = 51）または対応するマルトデキストリンプラセボ（対照、n = 51）を毎日摂取するようにランダムに割り当てられました。 血圧（BP）および動脈機能（診察室および24時間）、内皮機能（血流媒介拡張として測定）、血清生化学（血中脂質を含む）、血漿および尿の（ポリ）フェノール代謝物、ならびにショットガンによる腸内微生物叢の組成 メタゲノム配列決定は研究期間中モニタリングされました。 統合されたマルチレベルのアプローチを使用して、血管の結果、(ポリ)フェノール代謝物、腸内微生物叢の間の関係が調査されました。 |
| 結果 :対照群と比較して、アロニア群では、増加指数（AIx）（訳者注：AIxは脈圧の中で駆動圧波に対する反射圧波の占める割合を示した指標である）および脈波伝播速度（PWV）（訳者注：PWVは心臓から出て動脈を伝わっていく脈のスピードを測定する検査です。 脈は波のように動脈を伝わります。 物理学上、波は硬い材質のものを伝わる時に速く、柔らかい材質のものを伝わる時にゆっくりと進みますので、脈のスピードを知ることにより、脈の伝わる場所、つまり動脈の硬さを推し量ることができます）として測定された動脈指数の有意な改善が見られました（覚醒時ΔPWV = −0.24 m/s; 95% CI: −0.79、−0.01 m） /s、P < 0.05; 24 時間の末梢 Δ AIx = −6.8; −11.2、−2.3、%、P = 0.003; 24 時間の中心 Δ AIx = −3.3; −5.5、−1.0、%、P = 0.006）。 介入後、血圧、内皮機能、血中脂質の変化は見られませんでした。 アロニア（ポリ）フェノールの摂取により、対照群と比較して、腸内細菌叢遺伝子の豊富さと、Lawsonibacter asaccharolyticus や Intestinimonas butyricicproductionens 種などの酪酸生成種の豊富さが大幅に増加しました。 メタボロミクス、メタゲノム、臨床結果を含むアプローチから得られた結果は、アロニア由来のフェノール代謝物、動脈硬化、腸内微生物叢の間の関連性を浮き彫りにしました。 |
| 結論 :アロニアベリー（ポリ）フェノールの摂取は、おそらくこれらのパラメーター間で観察された関連性に基づく腸内微生物叢の豊富さと組成の調節を介して、高血圧前の中年者の動脈機能を改善しました。 |
| 目次（クリックして記事にアクセスできます） |
2. 方法 |
| 2.1 研究対象集団 |
| 2.2 研究デザイン |
| 2.3 アロニアベリー（ポリ）フェノール抽出物とコントロールカプセル |
| 2.4 血管の測定 |
| 2.5 背景食の食事評価 |
| 2.6 生化学分析 |
| 2.7 採尿 |
| 2.8 血漿および尿の（ポリ）フェノールの液体クロマトグラフィー質量分析分析 |
| 2.9 糞便サンプルの収集と DNA 抽出 |
| 2.10 ライブラリーの調製とショットガンメタゲノムシーケンス |
| 2.11 シーケンスデータの前処理 |
| 2.12 遺伝子存在量テーブルの生成 |
| 2.13 メタゲノム種 (MGS) 存在量テーブルの生成 |
| 2.14 腸内細菌叢の機能的潜在力 |
| 3. 結果 |
| 3.1 研究対象集団のベースライン特性 |
| 3.2 背景ダイエット |
| 3.3 アロニアベリー (ポリ) フェノール摂取が心臓代謝の結果に及ぼす影響 |
| 3.4 介入に対する寛容性、安全性、コンプライアンス（法令順守） |
| 3.5 アロニアベリー抽出物摂取後の血漿および尿代謝物の増加 |
| 3.6 アロニアベリー（ポリ）フェノール摂取が腸内微生物叢の多様性、構成、機能に及ぼす影響 |
| 3.7 腸内細菌叢、心臓代謝結果および循環（ポリ）フェノール代謝物の間の関連性を調査するための統合マルチオミクス解析 |
| 4．討議 |
| 4.1 参加者の食習慣と全体的な健康状態の影響 |
| 4.2 アロニアベリー（ポリ）フェノールによる血管機能の調節 |
| 4.3 アロニア (ポリ) フェノールと腸内細菌叢との双方向の関係と心血管疾患への影響 |
| 4.4 強みと限界 |
| 4.5 結論 |
| 本文 |
| 1. はじめに |
| 過去数十年にわたり、アロニア メラノカルパ、またはブラック チョークベリーは、(ポリ) フェノールの含有量が高く、心血管疾患や糖尿病などの慢性疾患に対する潜在的な保護効果で注目を集めてきました [1、2、3]。 |
| 限られたランダム化比較試験（RCT）では、アロニアベリーの摂取が心臓代謝バイオマーカーに及ぼす影響をテストしており、血圧（BP）[4、5]、血中脂質[5、6]にプラスの効果が見られました。 結果はまちまちであり、一部の研究では変化がないと報告されています[6、7]。 これらの初期ランダム化比較試験の主な制限は、参加者の数が少なく、主に心血管リスクが高いことです [4、5、6、7]。 私たちは最近、健康な若い男性においてアロニアベリー（ポリ）フェノールを摂取した後の内皮機能の改善を報告しました[8]。 しかし、そのような影響が女性、中年、高齢者など一般人口の他の層に起こるかどうかは現時点では不明です。 |
| 最近の証拠は、腸内細菌叢が、食事が心臓代謝リスクに及ぼす影響を調節する上で重要な役割を果たしている可能性があることを示しています[9、10、11]。 (ポリ)フェノールは、腸内細菌叢の調節因子としてますます認識されており、有益な細菌の豊富さを促進し、腸内細菌の多様性を増加させます [12、13]。 腸内細菌叢はまた、広範な結腸代謝を介して（ポリ）フェノールの生物学的利用能を高め、吸収可能で親化合物よりも生理活性が高い可能性のある多数の小さなフェノール化合物を生成します[14]。 しかし、（ポリ）フェノール、腸内細菌叢、心臓代謝の健康の間の相互作用についてはほとんど情報がありません。 我々は以前、カカオとアロニアベリー（ポリ）フェノールの摂取が心臓代謝バイオマーカーの改善につながり、健康な人の腸内細菌叢を調節し、ビフィズス菌、乳酸菌、酪酸生成菌Anaerostipesが増加し、Clostridia 菌数が減少したことを報告した[8、12]。 大規模コホート（TwinsUK、n = 1810）において、我々は、（ポリ）フェノールの摂取が、繊維摂取とは無関係に、細菌叢のα多様性、酪酸生成細菌（Lachnospira, Faecalibacterium）の豊富さ、および肥満の確率の低下と相関していることを報告した[ 13]。 （ポリ）フェノール、腸内細菌叢、健康への影響の関係を調査する研究、特に高分解能配列決定技術であるショットガンメタゲノミクスを使用した研究が必要です。 さらに、心臓血管の健康に対する（ポリ）フェノールの効果に関与する作用機序はまだ完全には理解されていません。 いくつかの証拠は、フェノール性代謝物がシグナル伝達経路と受容体を調節して、血管拡張、抗炎症、抗酸化物質レベルの変化を含む反応を誘導する可能性があることを示唆しています [15]。 より具体的には、アロニア (ポリ) フェノールは、抗酸化酵素の活性と発現の調節[16]、TNF-α や NF-κB などの CVD （訳者注：CVDは脳血管障害 (cerebral vascular disorder) は、脳梗塞、くも膜下出血などの脳の血管が破れたり、つまったりする病気の総称です。 急激に発症した場合は脳卒中とも呼ばれます。）危険因子の調節 [16、17]、または 増大指数（AIx）および eNOS（訳者注：eNOSは心臓血管系に対する保護機能をもつが、それはNOの産生によるもので、血管緊張の調節は、NOの心臓血管系における役割のなかで最もよく知られたものの1つです）経路を介した一酸化窒素合成の促進 [18]。を通じて有益な効果を発揮する可能性があります。 |
| ここでは、安静時および 24 時間の外来血圧と、脈波伝播速度 (PWV) および増加指数 (AIx) として測定される動脈硬化、安静時内皮機能、 そして血中脂質、高血圧前症であり、それ以外は健康な中年男性と女性の大規模なサンプルでの結果です。 腸内細菌叢の豊富さ、機能、構成はショットガンメタゲノミクスを使用して検査され、統合されたマルチオミクス分析が循環代謝物、腸内細菌叢および臨床転帰の間の関係をテストするために採用されました。 |
| 2. 方法 |
| 2.1 研究対象集団 |
| 健康な前高血圧症（最高血圧（SBP ）120 ～ 139 mmHg および/または 拡張期血圧（DBP） 80 ～ 89 mmHg）の 40 ～ 70 歳の男女をロンドン（イギリス）で 17 か月間かけて募集しました。 ボランティアはスクリーニング訪問に参加し、定期的な臨床検査と特定の病歴アンケートによって健康状態を評価しました。 除外基準には、CVD、高血圧（収縮期血圧（SBP）140mmHg以上および/または拡張期血圧（DBP）90mmHg以上）、肥満（BMI≧30kg/m2として）、急性炎症、糖尿病およびメタボリックシンドローム、進行性疾患が含まれた。 腎不全、異常な心拍数（<50 または >100 bpm）、悪性腫瘍 さらに、ベリーやその他の重要な食品にアレルギーがある場合、参加前 1 か月以内に栄養補助食品を摂取している場合、および/または病気の治療を受けている、高血圧、慢性的な抗菌薬または抗ウイルス治療、1日のタバコの本数が不規則（例：ある日は1本、次の日は20本）、または今後6か月以内に禁煙を計画している場合は、ボランティアは除外されました。。 参加者は、スクリーニング時と訪問前 1 の両方で勤務先の血圧が高血圧前範囲内にあった場合にのみ資格がありました。 |
| 2.2 研究デザイン |
| 2群二重盲検並行ランダム化比較試験が実施された。 すべての参加者はスクリーニング中にインフォームドコンセントを取得しました。 その来院中に、ボランティアは参加資格があるかどうかの血圧チェックとともに、健康に関する具体的な医学的質問を受けました。 参加者は、研究期間中、通常の食習慣を守り、通常の身体活動を維持するよう指示され、食事と運動のアンケートでモニタリングされた。 |
| 参加者がスクリーニング基準を満たした後、来院前 1、来院 1、来院前 2、来院 2 として 4 回の訪問に参加しました (図 1)。 |
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図1 研究デザイン。 ABPM：携帯用血圧計。 FMD：血流媒介拡張。 IPAQ：国際身体活動アンケート。 |
| 来院前 1 と来院 1 はベースライン測定値を表し、来院前 2 と来院 2 は介入製品を 12 週間毎日摂取した後に測定されました。 どちらの事前来院も短く、来院1 と来院 2 の 24 時間前に予定されていました。事前来院中に、参加者には 24 時間の尿を採取する方法の説明書が記載された尿採取キットが渡されました。 さらに、24 時間携帯型血圧計 (ABPM) を利き腕ではない方の腕に装着し、最初の測定を行いました。 さらに、スクリーニング測定の一貫性を確認するために、来院前 1 中にオフィスの血圧をチェックしました。 独立した研究者が、任意の番号発生器を使用して、ランダム化された治療割り当てシーケンスを生成しました。 習慣的な食事と介入中に起こった変化を把握するために、参加者は各事前来院の 1 週間前に欧州がん前向き調査 (EPIC) 研究からの 7 日間の食事日記を記入しました。 身体活動を評価するために、来院 1 の参加者によって、検証済みの国際身体活動アンケート長文も記入されました [19、20]。 |
| 参加者は、スクリーニング来院を含む各来院の少なくとも1時間前にカフェイン、アルコール、激しい運動、タバコを避け、来院1と来院2の前に12時間絶食するよう指示されました。末梢オフィス血圧、血流媒介拡張、脈波伝播速度、増加指数、および血液サンプルをベースライン（0 時間）に採取し、その後、来院 1 および 2 で 1 カプセルを急性摂取した 2 時間後に採取しました。 サンプルは参加者が自宅で自己収集し、訪問 1 と 2 の両方で持参し、すぐに -80 °C で保存しました。 |
| 参加者は、毎朝この介入製品1カプセルをコップ1杯の水、理想的には食事と一緒に摂取するように指示され、コンプライアンスを強化し、有害事象を記録するために、12週間にわたって電子メールで毎月追跡調査が行われた。 |
| すべての測定値の結果は、ベースラインの 0 時間と 2 時間の差 (「急性影響」)、または 12 週間目 (「急性効果と慢性影響」)、または最終的にベースラインの 0 時間と 12 週間の 0 時間の差です (' 慢性効果」)、アロニア治療群とプラセボ群を次のように比較しました。
i.一次: 0 ～ 12 週間の 24 時間の収縮期および拡張期携帯用血圧計。 ii.二次：オフィス血圧、心拍数、血流媒介拡張、24時間およびオフィス脈波伝播速度および増加指数、血中脂質（総コレステロール、HDLおよびLDLコレステロール、トリグリセリド）、血中コルチゾールレベル、安全性および忍容性。 ⅲ. 三次: ショットガンメタゲノミクスを使用して測定された、アロニア (ポリ) フェノール代謝産物および腸内微生物叢に対するベリー (ポリ) フェノール抽出物の影響について、すべての時点で採取された血漿および 24 時間の尿サンプルの分析。 |
| 外部の独立した研究者は、すべての研究訪問が完了し、すべてのデータが分析された後にのみ、実薬群またはプラセボ群のコードを盲検化しませんでした。 この試験はヘルシンキ宣言の最新改訂版に記載されているガイドラインに基づいて実施され、キングス・カレッジ・ロンドンの倫理委員会（RESCM-21/22–26721）によって承認され、臨床試験はClinicalTrials.gov NCT03434574に登録された。 データは、King's College Londonの栄養科学部の代謝研究ユニットで、2018 年 2 月から 2019 年 9 月まで包括的な症例報告書に基づいて収集されました。 |
| 2.3 アロニアベリー（ポリ）フェノール抽出物とコントロールカプセル |
| アロニアベリー抽出物である Aronox® は、Naturex SA (Avignon, France) によって提供され、カプセルで供給されました。 アクティブ トリートメント カプセルには、濃縮アロニアベリー (ポリ) フェノール抽出物が含まれています。 1 つのアロニアベリー抽出カプセルには、高速液体クロマトグラフ法（HPLC）で定量した総 (ポリ) フェノール 106 mg が含まれていました (Folin-Ciocalteu 経由で没食子酸 200 mg に相当)。 治療カプセルの非 (ポリ) フェノール画分には、脂肪、タンパク質、炭水化物 (砂糖、 食物繊維）とミネラルを含有し、これらはすべて抽出物の製造に使用されるベリーから自然に得られます（補足表S1）。 さらに、対照カプセルは、外観が活性カプセルと同一であり、着色されたマルトデキストリンを含み、（ポリ）フェノールを含まなかった。 すべてのカプセルの重さは 500 mg、炭水化物、カロリー、繊維が調整され、固有の治療割り当てコードとランダム化番号を表示したプラスチックボトルに保管されました。 介入への遵守は、研究終了後にボランティアによって研究者に返されたカプセルを数えることによって測定されました。 介入カプセルの（ポリ）フェノール組成の詳細を表 1 に示します。 |
| 表 1 介入カプセルの (ポリ) フェノール含有量 |
 |
| CoV：変動係数。 DP：重合度。 PP：(ポリ)フェノール |
| 2.4 血管の測定 |
| 携帯用血圧計24h は、Arteriograph24™ (TensioMed、Budapest, Hungary) を使用して、24 時間の心拍数、大動脈 脈波伝播速度、増加指数、BPao を、来院前の 24 時間にわたって 30 分ごとに測定しました。 参加者は、24 時間の活動記録を記入して、1 日を通して行動を追跡し、起きている時間と睡眠時間を評価するように求められました。 分析には、覚醒時間については少なくとも 10 件の測定値、睡眠時間については少なくとも 4 件の測定値を含める必要がありました。 |
| 中心心拍数調整増加指数(AIx@HR75)、収縮期血圧、拡張期血圧、および心拍数を含むオフィス中心血圧パラメータは、伝達関数を使用して大動脈の圧力波形を合成する圧平眼圧測定法 (SphygmoCor®; AtCor Medical) によって測定されました。 頸動脈－大腿動脈の 脈波伝播速度は、以前に記載されているように頸動脈および大腿動脈の圧力測定を使用して決定されました [[21]]。 |
| オフィス血圧は、静かな部屋で腕を心臓の高さで支え、足を組まず、背中を支え、膀胱を空にし、座った状態で右上腕に自動臨床デジタル血圧計オムロン M3 を使用して測定しました。 1 分間隔で 3 回の測定を行い、最後の 2 回の平均値を最終値としました。 |
| 上腕血流媒介拡張は以前に記載されているように測定されました[8、22]。 簡単に言うと、上腕動脈の直径と流速を、12 MHz トランスデューサー (Vivid I; GE Healthcare) および自動エッジ検出ソフトウェア (Brachial Analyzer; Medical Imaging Applications) を使用して肘の近位 2 cm で測定しました。 反応性充血は、血圧測定用カフを 180 mmHg まで膨張させて前腕を 5 分間閉塞 (肘前窩の遠位) することによって誘発されました。 血流はドップラーモードでベースラインで記録されました。 直径はベースラインとカフ収縮直後の 20、40、60、および 80 秒で測定されました。 血流媒介拡張はベースラインに対する最大相対直径増加として計算され、(直径60秒−直径ベースライン)／直径ベースライン∗100として表されました。 |
| 2.5 背景食の食事評価 |
| 検証された 欧州がん前向き調査研究の 7 日間の食事日記 [20] を使用した食習慣は、最初の来院前 (ベースライン) と 11 週目、来院2 前の時点で参加者によって完了され、研究中の習慣的な食事またはその変化を評価しました。参加者は、添加された調味料、調理方法、ブランド名などの情報を含め、消費したすべての食べ物と飲み物について、できるだけ詳細を提供するよう指示されました。 参加者が分量を見積もるのに役立つように写真が提供されました。 各参加者の食事の毎日の平均主要栄養素および微量栄養素組成は、Nutritics (Nutritics 5.6 Research Edition、Nutritics Ltd、Dublin, Ireland) を使用して分析されました。 (ポリ)フェノール摂取量は、Phenol-Explorer (http://phenol-explorer.eu/) と米国農務省 (USDA) データベースの両方からのコンテンツ データを使用して評価されました [23、24、25]。 食事日記からのデータは、コーディングエラーを減らすために社内で開発された標準化された操作プロトコルを使用して、訓練を受けたオペレーターによってコーディングされました。 |
| 2.6 生化学分析 |
| EDTA/ヘパリンチューブ (Bunzl Healthcare) に採取した血液サンプルを、採取直後に 3000 rpm、4 °C で 15 分間遠心分離しました。 （ポリ）フェノール分析用の血漿サンプルには 2% ギ酸を添加し、－80 °C で凍結しました。 総コレステロール、トリグリセリド、LDL および HDL コレステロール、高感度 C 反応性タンパク質 (hs-CRP)、コルチゾール、グルコース、肝酵素、全血球数を含むすべての臨床化学パラメーターが標準手順に従って分析されました。 サンプルは 4°C に保存され、同日に処理されました (Affinity Biomark Laboratories、London)。 |
| 2.7 採尿 |
| 事前来院 1 と 2 の両方で、参加者にはアスコルビン酸粉末 3 g が入った 3 L 尿ボトルが与えられ、事前来院中に研究ユニットを出てから実際の研究日に戻ってくる 24 時間までにすべての尿を採取するように指示されました。 （ポリ）フェノール代謝物の分解を避けるためにサンプルを低温に保つために、アイスパックの入った冷却バッグが提供されました。 尿を返却した後 (来院 1 および 2)、代表的なサンプルを保存し、返却直後に遠心分離しました (3000 rpm、15 分、4 °C)。 次に、サンプルを 2% ギ酸を含む場合と含まない場合に等分し、－80 °C で保存しました。 |
| 2.8 血漿および尿の（ポリ）フェノールの液体クロマトグラフィー質量分析 |
| (ポリ)フェノール代謝物は、微量溶出固相抽出 (μ-SPE) を使用して尿および血漿サンプルから抽出され、検証された方法 [26] により UPLC-Q-q-Q MS によって測定されました。 簡単に説明すると、希釈した尿サンプル (希釈 1:5) または未希釈の血漿サンプルを 4% リン酸 (v:v 1:1) で酸性化しました。 混合物(600μL)をOasis 96ウェル逆相HLB(親水性-親油性バランス)吸着剤μ-SPEプレート(Waters、Eschborn、Germany)にロードし、洗浄後90μLのメタノールで溶出した。 (ポリ)フェノール代謝物の同定と定量は、SHIMADZU トリプル四重極質量分析計 (LCMS8060、SHIMADZU、Kyoto, Japan) で実行されました。 溶出したサンプル (5 μL) を、互換性のある Raptor Biphenyl Guard カートリッジ 5 × 2.1 mm (Restek、Bellefonte、USA) を備えた Raptor Biphenyl カラム 2.1 × 50 mm、1.8 μm (Restek、Bellefonte、USA) を通して UPLC システムに注入しました。 2 分間の平衡化によって結合された 14 分間のグラジエントを、30 °C で 0.5 mL/min の流速で実行に適用しました。 サンプル中の代謝物は、対応する多重反応モニタリング (MRM) 遷移における標準と保持時間を比較することによって同定され、SHIMADZU LabSolutions™ LCMS ソフトウェアを使用して標準混合物から作成された検量線によって定量されました。 |
| 2.9 糞便サンプルの収集と DNA 抽出 |
| 糞便サンプルは、OMNIgene GUT 自己採取チューブ (DNA Genotek) に各研究訪問のできるだけ近くで自己採取し、採取当日にさらなる分析まで －80 °C で保存しました。 DNeasy PowerSoil Pro キット (QIAGEN、Germany) を DNA 抽出に使用し、サンプルのビーズビートベースの機械的溶解および化学的溶解を行いました。 抽出された DNA サンプルは、Qubit 4 蛍光光度計および Qubit™ dsDNA HS Assay Kit (Thermofisher Scientific、USA) を使用して定量されました。 すべてのマイクロバイオーム分析は、Per Protocol 集団、すなわち、主要なプロトコル逸脱から除外された治療意図 (ITT) 集団 (n = 9) および研究治療の少なくとも 80% を摂取できなかった被験者 (n = 1) に対して実行されました。 さらに、来院後 3 か月以内の抗生物質の摂取 (n = 4)、糞便サンプルの欠落 (n = 2)、および階層的クラスタリングに基づく品質チェックの不合格 (n = 1) により、いくつかの糞便サンプルは分析されませんでした。 すべての腸内細菌叢分析で考慮された残りの集団は、85 人の被験者 (アロニア、n = 42、および対照、n = 43) で構成されていました。 |
| 2.10 ライブラリーの調製とショットガンメタゲノムシーケンス |
| ショットガン メタゲノミクス シーケンスは、CosmosID, Inc (Rockville, MD, USA) によって実行されました。 簡単に説明すると、次に、Nextera XT DNA Library Preparation Kit (Illumina Inc., USA) および Nextera Index Kit (Illumina Inc., USA) を使用して DNA ライブラリーを調製しました。 標準プロトコルを使用して総 DNA インプットを 1 ng とし、12 回の PCR サイクル後にライブラリーを構築しました。 150 bp の高品質ペアエンドリードがサンプルごとに最低 2.2∗ 2 M 生成されました。 |
| 2.11 シーケンスデータの前処理 |
| まず、品質管理は fastp [27] を使用して実行されました。 簡単に言うと、Illumina シーケンスアダプターが削除され、低品質のリードがトリミングまたは廃棄され、短すぎるリード (<60 bp) が廃棄されました。 次に、ボウタイ 2 でヒトゲノム (CHM13 GCA_000983455.2) にマッピングされたリードが削除されました [28]。 最後に、fastq-sample (github.com/fplaza/fastq-sample) を使用して、各サンプルで 2.2 M∗ 2 の高品質ペアエンド リードがランダムに選択されました。 |
| 2.12 遺伝子存在量テーブルの生成 |
| 遺伝子存在量テーブルは METEOR ソフトウェア スイート [29] を使用して生成されました。 まず、選択された高品質リードが、Bowtie 2 を使用して、1,040 万個の遺伝子を含むヒト腸内細菌叢の最新の統合遺伝子カタログにマッピングされました [30]。 ヌクレオチド同一性が 95% 未満のアラインメントは破棄され、マルチマップリードを処理する前述の 2 段階手順で遺伝子数が計算されました [31]。 最後に、生の遺伝子数を遺伝子の長さに応じて正規化しました。 |
| 2.13 メタゲノム種 (MGS) 存在量テーブルの生成 |
| 遺伝子カタログは、MSPminer を使用して以前に 1990 MetaGenomic Species (MGS、同じ微生物種に属する豊富な遺伝子をクラスター化) にクラスター化されています [32、33]。 サンプル中の メタゲノム種の存在量は、その 100 個のマーカー遺伝子 (つまり、最もよく相関する種特異的なコア遺伝子) の平均存在量として定義されました。 サンプル中にマーカー遺伝子の 10% 未満しか見られなかった場合、メタゲノム種の存在量はゼロとみなされます。 より高い分類ランクでの存在量は、特定の分類群に属する メタゲノム種の合計として計算されました。 メタゲノム種の豊富さは、サンプル内で検出された メタゲノム種の数として評価されました (つまり、その存在量は厳密に陽性です)。 |
| 2.14 腸内細菌叢の機能的潜在力 |
| 遺伝子の機能的可能性を推定するために、京都遺伝子ゲノム百科事典 (KEGG)、eggNOG データベース、TIGRFAM の 3 つのデータベースが使用されました [34、35、36]。 IGC2 カタログの遺伝子は、DIAMOND を使用して KEGG データベース (バージョン 8.9) の KEGG オーソログ (KO) にマッピングされました [37]。 各遺伝子は、e 値が 10 ～ 5 未満、ビット スコアが 60 を超えるヒットの中で最もランクの高い KEGG オーソログに割り当てられました。 同じ手順をeggNOG（バージョン3.0）でも使用しました。 遺伝子カタログは、HMMER 3.2.1 [38] を使用して TIGRFAM プロファイル (バージョン 15.0) に対して検索されました。 次に、メタゲノム種における KEGG モジュール、腸代謝モジュール (GMM) および腸脳モジュール (GBM) の存在 [39、40] が評価されました。 機能モジュールは、KEGG オーソログ(または NOG、または TIGRFAM) のアンサンブルで構成されます。 |
| 結果分析は、アロニアベリー抽出物またはプラセボカプセル（固定因子）のいずれかによる反応を比較するために、ベースラインを共変量として Fを使用して実施されました。 これらの要因の影響をテストするために、共変量として年齢とベースライン BMI を用いた感度分析も主要アウトカムに対して実行されました。 治療に対する反応は、ベースラインからの変化 (CFB) として計算されました。 |
| 従属変数の分布は、Shapiro Wilk テストによって検証されました。 正規分布していない場合は、対数変換が適用されました。 対数変換された変数の正規性が検証できない場合は、調整変数なしでマンホイットニー U 検定を使用したノンパラメトリック分析を実行しました。 主要エンドポイント ファミリのタイプ I 過誤率の調整には、Bonferroni 法を使用しました。 相関関係は、正規分布の場合はピアソンの r、非正規分布の場合はスピアマンの rho として表示され、多重比較の調整はベンジャミニ・ホッホバーグ手順を使用して実行されました。 統計分析は、IBM SPSS Statistics 26.0 (Statistical Product and Service Solutions、IBM Corp.)、R バージョン 3.6.0 (https://www.r-project.org)、および Windows 用 GraphPad Prism バージョン 8 (GraphPad ソフトウェア) を使用して実行されました。 。 特に明記しない限り、すべての統計検定は ITT 母集団に対して適用されました。 0.05 の p 値が、効果量の尺度としてクリフ デルタとともに統計的有意性の閾値として使用されました [44]。 マルチオミクスデータ統合分析は、異なるデータセット（つまり、血漿および尿の代謝物、臨床変数）からアロニア群と対照群の間で大きく異なることが判明した特徴の関連性を考慮して、並列および垂直統合スキーム[[45]]を通じて実行されました。 および腸内マイクロバイオーム）、Hmisc R パッケージを使用して相関関係のヒートマップとして表示されます。 |
| 3. 結果 |
| 3.1 研究対象集団のベースライン特性 |
| 合計323人のボランティアがユニットを訪れてスクリーニングを受け、221人が除外され、102人（男性47人、女性55人）が治療意図（ITT）サンプルとしてアロニア群または対照群に無作為に割り当てられた（図2）。 |
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図2 CONSORT参加者のフローチャート ALT：アラニンアミノトランスフェラーゼ。 BP：血圧。 GGT：γ-グルタミルトランスフェラーゼ。 ITT：治療の意図。 PP：プロトコルごと。 PV1：来院前1。SV：スクリーニング来院。 TG：トリグリセリド。 |
| 97 人の参加者がすべての来院を完了し (脱落率 5%)、急性、慢性、および急性および慢性の分析に含まれました。 両方の介入群のベースライン特性はバランスが取れており（表 2 および補足表 S2）、アロニア群の睡眠時心拍数が高かったことを除いて、対照群とアロニア群の間に有意差は見つかりませんでした（p = 0.031）。 |
| 表 2 アロニアベリーを 12 週間毎日摂取した後の血管への影響 |
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| 値は平均値 ± SD または平均値 (95% 信頼区間)。 差は、アロニアと対照のベースラインからの変化を比較する ANCOVA (ボンフェローニ事後検定) から計算されました。 12週間の介入後のプラセボからの変化: ∗p < 0.05、∗∗p < 0.01、∗∗p < 0.001。 Ao：大動脈。 Br：上腕。 DBP：拡張期血圧。 PWV：脈波伝播速度。 SBP：最高血圧。 V1、来院1。 V2：来院2。 |
| 無作為化から予想されたように、平均年齢はアロニア群と対照群の両方で同様（56.2 歳）、平均 BMI は正常範囲（24.7 kg/m2）、今後 10 年間の平均 CVD リスク（QRISK®3 スコア）でした。 5.3% (表 2 および補足表 S2)。 喫煙者は 5 人だけが含まれ、4 人は対照グループに割り当てられました。 参加者は非常に活動的で、平均 IPAQ スコアは 5,574 ME T 分/週で、高い身体活動を定義するカットオフの 3,000 ME T 分/週をはるかに上回っていました。 参加者は全体の平均値が 121.7/80.4 mmHg の低高血圧前域にあり、代謝変数は正常範囲内でした (補足表 S2)。 |
| 3.2 背景ダイエット |
| 7 日間の食事日誌の分析でも、対照群のビタミン B3 が境界線より高かった (p = 0.047) ことを除いて、ベースラインの微量栄養素と主要栄養素および (ポリ) フェノールについて、アロニア群と対照群の間に有意差は示されませんでした。 1 日の平均ベースライン (ポリ) フェノール摂取量は、アロニア群で 1364 ± 705 mg、対照群で 1738 ± 1287 mg でした。 ベースラインでの総（ポリ）フェノール摂取量の主な要因は、コーヒー（29%）、紅茶（27%）、果物（11%）でした（補足表S3）。12週間後も群間で栄養素や（ フラボノールを除くポリ）フェノール摂取量（p = 0.042）、対照群の方がわずかに高かった（補足表S4）。 |
| 3.3 アロニアベリー (ポリ) フェノール摂取が心臓代謝の結果に及ぼす影響 |
| 12週時の主要結果平均上腕24時間最高血圧および拡張期血圧（SBPbrおよびDBPbr）について、また年齢およびBMIが共変量として含まれた場合にも、ITTまたはPP集団に有意差は見つかりませんでした（表2および補足表S5）。 オフィス末梢血圧および中枢血圧の二次結果は群間で差はなかったが（表2）、アロニア群では12週間で最高血圧がベースラインと比較して有意に低下した（95％CI = -4.85、-0.38 mmHg）が、プラセボではそうではなかった。 (－2.26 ～ 1.71 mmHg)。 |
| アロニア群では、24 時間および覚醒時末梢 AIxbr および中枢 AIxao が有意に減少しました（Δ24 時間 AIxbr = −6.5%、p = 0.004; Δ24 時間 大動脈増加指数（AIxao ）= −3.1%、p = 0.007、Δ覚醒 上腕増加指数（AIxbr ）= −6.3%、p = 0.012 ; Δawake AIxao = −2.9%、p = 0.023) (表 2)。 覚醒時脈波伝播速度も、対照と比較してアロニア群で有意に減少しました (Δ覚醒脈波伝播速度= −0.24 m/s、p < 0.05)。 しかし、最後のカプセルを摂取してから約 24 時間後、SphygmoCor® で測定したオフィス 脈波伝播速度(ΔPWV = 0.01 m/s、p = 0.8) や 増加指数 (ΔAIx = −0.5%、p = 0.8) には有意差は見つかりませんでした。 |
| 他の副次的転帰（血流媒介拡張、血流速度、心拍数、コルチゾール、血中脂質）には有意差は見られなかった。 ベースラインからの変化は、アロニア群のみの HDL コレステロールおよびコルチゾールレベルで有意でした (CFBHDL = +0.07、95% CI = 0.004、0.141 mmol/L、CFBコルチゾール = -22.5、-42.4、-2.6、mmol/L)。 |
| 3.4 介入に対する寛容性、安全性、コンプライアンス（法令順守） |
| 介入に対する遵守率は高く、平均 99.1 ± 5.6% でした。 80% のコンプライアンス制限を下回った参加者は 1 人だけでした。 全体として、アロニアベリー (ポリ) フェノール抽出物は、12 週間毎日摂取しても忍容性が高く、重篤な有害事象は報告されていません。 そして、介入に「おそらく」関連していると判明した有害事象は、参加者102名中2名（いずれもアロニアグループ）のわずか2件のみでした。 参加者の1人は口の中の味の悪さ、吐き気、肌の質感の変化などのさまざまな症状を経験したが、別の参加者は最初のカプセルを服用してから「気分が悪くなった」と報告し、7週間後に脱退を決意した。 臨時の吐き気、片頭痛、寒さ、関節痛などのその他の有害事象は、介入と「関連する可能性が低い」または「無関係」であることが判明しました。 安全性に関しては、ベースラインで測定された 38 の血液パラメーターのうち、12 週間の介入後もすべてが正常範囲内に留まり、大きな変化はありませんでした (データは示されていません)。 |
| 3.5 アロニアベリー抽出物摂取後の血漿および尿代謝物の増加 |
| 血漿および 24 時間尿サンプル中の合計 92 種類のフェノール代謝物が定量されました。 代謝物には、フラボノイドの誘導体 (フラボノール、n = 7、フラバン-3-オール、n = 5)、桂皮酸 (n = 21)、安息香酸 (n = 22)、馬尿酸 (n = 5)、ベンゼン ジオール、および トリオール (n = 7)、ベンズアルデヒド (n = 3)、フェニル酢酸 (n = 4)、フェニルプロパン酸 (n = 16)、バレロラクトン (n = 1)。 ほとんどの尿代謝産物は nmol および μmol の濃度で存在しましたが、馬尿酸はベースラインでも mmol の濃度で存在していました。 1 つの尿中代謝物、2-ヒドロキシベンゼン-1-グルクロニドを除いて、ベースラインでは血漿または尿の (ポリ) フェノール代謝物に有意差は見られませんでしたが、これは対照群で有意に高かった (データは示さず)。 |
| 12 週間毎日摂取した後、5 つの尿中 (ポリ) フェノール代謝物 (1 つの安息香酸誘導体: 2,3-ジヒドロキシ安息香酸、および 4 つの桂皮酸誘導体: 4-O-カフェオイルキナ酸、5-O-カフェオイルキナ酸、3-O) -フェルロイルキナ酸および4-O-フェルロイルキナ酸）は、対照群と比較してアロニアで有意に増加しました（補足表S6）。 血漿については、最後のカプセルを摂取してから 24 時間後に採取した空腹時の朝の血液で測定したところ、12 週間後に代謝産物に有意な変化は見つかりませんでした (補足表 S7)。 しかし、アロニアカプセル摂取の2時間後、1日目（桂皮酸12種類、安息香酸5種類、フラボノール誘導体1種類）と12週間後（桂皮酸6種類、安息香酸5種類、フェニルプロパン酸1種類）には血漿フェノール代謝物の大幅な増加が見られました（表３）。 |
| 表 3 アロニアベリー関連代謝産物は、1 日目と 12 週間後の最初の活性カプセル摂取後 2 時間で血漿中で増加することが判明しました |
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| 共変量としてベースライン値を含む ANCOVA (Bonferroni) から差を計算し、アロニアとコントロールのベースラインからの変化を比較しました。 95% CI、95% 信頼区間。 CFP：プラセボからの変化。 P 値 (P) は、マン・ホイットニーのノンパラメトリック検定に従って取得されました。 |
| 3.6 アロニアベリー（ポリ）フェノール摂取が腸内微生物叢の多様性、構成、機能に及ぼす影響 |
| アロニアベリー（ポリ）フェノールの摂取が腸内細菌叢の豊富さと組成に及ぼす影響を、PP集団の被験者85名（アロニア、n = 42、対照、n = 43）で評価しました。 私たちは、腸内細菌叢データが利用可能であり、両方の時点でペアになっている個人に厳密に分析を集中させました。 12週間の介入後、アロニア群と対照群のベースラインと比較した試験終了時の変動を考慮すると、腸内細菌叢遺伝子の豊富さの有意な増加が見つかりました（アロニア：12,335 ± 112,117、対照：−30,053 ± 108,906、p = 0.021）（図3）。 |
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| 図 3 ベースラインと比較した、12 週間の介入後の個人の遺伝子数の変化を示す箱ひげ図。 アロニア群と対照群をウィルコクソン順位和検定で比較しました |
| シャノン・ウィーナー指数およびシンプソン指数として測定されたアルファ多様性、またはブレイ・カーティスの非類似性によって評価されたベータ多様性の変化は見つからず、全体的な腸内微生物叢の構造を考慮すると、群および時点間に差がないことが示されました（データは示されていません）。 しかし、我々は 2 つの介入群間で微生物群集の構成に違いがあることを発見しました。 アロニアでは、対照群と比較して、Intestinimonas butyriciproductionens (msp 0364、p = 0.014、エフェクトサイズ = 0.30) 、Lawsonibacter asaccharolyticus (msp 0478、p = 0.04、効果量 = 0.26)などのいくつかの種 (n = 12) の有意な増加が示されました。 中でも、Butyricimonas faecihominis (msp 0151、p = 0.05、effect-size = 0.23)、Bacteroides xylanisolvens (msp 0021、p = 0.05、effect-size = 0.23) が減少し、さらに Senegalimassilia 嫌気性菌 (msp 1009、0.03、効果量 = −0.26) およびHaemophilus parainfluenzae分類群（msp 0881、p = 0.03、効果サイズ = −0.20）も大幅に減少しました（図4）。 |
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図4 ベースラインからの変更後のアロニア群と対照群間で有意に対照的な種の棒グラフ。 アロニア群が豊富な種と対処群が豊富な種は、それぞれ緑色とワインレット色です。 (この図の凡例での色への言及の解釈については、この記事の Web バージョンを参照してください。) |
| さらに、アロニア群と対照群の間の絶対クリフデルタ >0.2 を考慮して、対照群と比較してアロニア群のいくつかの種が（統計的に有意ではないが）濃縮されていることも報告しました。 特に、Faecalibacterium prausnitzii 2 の増加が観察されました (msp 0893、p = 0.11、エフェクトサイズ = 0.20) (図 4)。 |
| 治療の影響は腸の機能的潜在力にも観察されました。 12 週間後の代謝ポテンシャルの推定約 2% の変動が捕捉され、グループ間で大きく異なる 17 の機能モジュール、主にプロピオン酸生成のための腸－脳モジュールとガンマ-アミノ酪酸につながる腸微生物モジュールによって同定されました ( とりわけ、ガンマ-アミノ酪酸）生合成は、対照群と比較してどちらもアロニア群が豊富でした（補足表S8）。 |
| 3.7 腸内細菌叢、心臓代謝結果および循環（ポリ）フェノール代謝物の間の関連性を調査するための統合マルチオミクス解析 |
| 私たちの目的は、腸内細菌叢の種、臨床転帰、循環する（ポリ）フェノール代謝産物の間の潜在的な相互作用を探すことでした。 より正確には、12週間の介入後にアロニア群と対照群の間で大きく異なる18の細菌分類群に厳密に焦点を当てました。 そして、細菌の存在量の変化を、利用可能なさまざまなデータセットからの尿、血漿、および臨床変数のベースラインからの変化と相関させました（図 5 A および B）。 |
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図5 標的アロニア関連化合物と腸内細菌叢の有意に異なる特徴と臨床メタデータとの間の相関関係の階層的ウォード連鎖クラスタリングを示すヒートマップ、および臨床メタデータ (A) 血漿代謝物。 (B): 尿中の代謝物。 カラー スケールはスピアマンの rho 係数のスケール バージョンを表し、赤は負の相関を、青は正の相関を示します。 Benjamini-Hochberg 手順を使用して調整を実行し、少なくとも 1 つの誤検出率 (FDR) ≤ 0.05 との相関を維持することで rho 値をフィルタリングしました。 (∗FDR≤0.05、∗∗FDR≤0.01、∗∗∗FDR≤0.001)。 GMM：腸内細菌モジュール。 GBM：腸脳モジュール。 (この図の凡例での色への言及の解釈については、この記事の Web バージョンを参照してください。) |
| さらに、12週間のアロニア抽出物の摂取後、合計43の血漿代謝物が8つの異なる細菌種と正の相関を示しました（図5A）。 最も重要なのは、血漿 3-ヒドロキシ-4-メトキシ安息香酸-5-硫酸塩および 2-ヒドロキシ-3/6-メトキシベンゼン-1-硫酸塩と B. キシアニソルベンスとの相関関係でした (p < 0.01)。 一方、2-ヒドロキシ安息香酸および3-(4'-メトキシフェニル)プロパン酸-3'-硫酸は、Flavonifractor および Clostridium種と有意に相関した(msp 0977、それぞれp < 0.01およびp < 0.001)。 |
| アロニア群では、35 種類の尿中化合物が特定の細菌種の存在量と正の相関関係にありました (図 5B)。特に、3'-ヒドロキシフェニル酢酸および3-ヒドロキシ安息香酸-4-硫酸塩と L. butyricicproductionens および Roseburia sp CAG が顕著で、それぞれ471 (msp 0733) (p < 0.001)でした。 さらに、ケルセチンと 3-(4'-メトキシフェニル)プロパン酸-3'-硫酸は、Christensenellales CAG と相関していて、それぞれ、74 (msp 0622) および L. asaccharolyticus (p < 0.01)。 でした。 アロニア摂取後、36 件の臨床転帰のうち 27 件が 11 種の細菌種と有意に負の相関を示しました（補足図 S9）。 最も強い負の相関は、24時間後のベースラインからの変化と覚醒時の大動脈拡張期血圧（SBPao）および上腕拡張期血圧（SBPbr）と、Roseburia sp.の変化との間であった。 CAG:471 (p < 0.001)、および 睡眠時大動脈増加指数（Asleep AIxao） と 増加指数（AIxbr ）の間の変化、および Oscillospiraceae CAG:129 (msp 0747、p < 0.01) の変化は、より高い存在量がより低い血圧および動脈硬化と相関していることを示しています。 |
| われわれは、L. asaccharolyticus および F. prausnitzii 種のレベルの増加が、アロニア関連の尿中化合物 3,4-ジヒドロキシ安息香酸の増加と正の相関があることを観察しました（それぞれ、スピアマンの rho = 0.26 および 0.29、FDR ≤ 0.05）。 さらに、そのような化合物のレベルの変動は、覚醒時脈波伝播速度として測定される動脈硬化の増加と負の相関がありました (スピアマンの rho = −0.32、FDR ≤ 0.05)。 |
| 独立したスピアマン相関分析を実行して、尿中および血漿（ポリ）フェノールの変化と主要結果（Δ24時間上腕最高血圧/上腕拡張期血圧）、Δオフイス上腕最高血圧、および有意な結果（Δ覚醒脈波伝播速度、Δ24h時間大動脈増加指数、Δ覚醒時大動脈増加指数）の変化とベースラインに対するアロニアグ群の（上腕増大指数およびΔ覚醒時上腕増加指数）の関係を決定しました。（図5AおよびB）。 血漿代謝産物分析により、Δ24時間、Δ覚醒時大動脈増加指数および 上腕増加指数 と (4R)-5-(3'-ヒドロキシフェニル)-γ-バレロラクトン-4'-硫酸塩との間に有意な負の相関関係が明らかになりました。 一方、Δオフイス上腕最高血圧は、4'-メトキシ桂皮酸-3'-硫酸塩、4-ヒドロキシ-3-メトキシ安息香酸、および3-メトキシ安息香酸-4-硫酸塩と負の相関があった。 また、Δ覚醒時大動脈増加指数および上腕増加指数とΔ24時間血圧およびケルセチン-7-グルクロニドおよび 3,4-ジヒドロキシベンズアルデヒドを含む 6 つの代謝物との間に 9 つの有意な正の相関関係があることも発見しました。 |
| 尿中代謝物に関しては、Δ覚醒時脈波伝播速度に関して 29 件の有意な負の相関が見つかりました (総尿中 (ポリ) フェノール、10 件のヒドロキシ桂皮酸、8 件のヒドロキシ安息香酸、3 件のベンゼンジオールおよびトリオール、3 件の馬尿酸、2 件のフェニルプロパン酸、1 件のフラボノール、および 1 件のバレロラクトン) 、Δ24時間大動脈増加指数の場合は 4 (ヒドロキシ安息香酸 3 個、フラバン-3-オール 1 個)、Δ覚醒時大動脈増加指数の場合は 11 (ヒドロキシ安息香酸 3 個、ヒドロキシ桂皮酸 3 個、フェニルプロパン酸 3 個、フラバン-3-オール 1 個およびベンゼンジオール 1 個)、Δ24h の場合は 1 個 上腕増加指数 (安息香酸) と Δ覚醒時大動脈増加指数の 4 (ヒドロキシ桂皮酸 2 つ、安息香酸 1 つ、フラバン-3-オール 1 つ) は、(ポリ) フェノール代謝物の増加に伴うこれらのパラメーターの改善を強調しています。 尿中代謝産物間の相関関係は 65 件中 14 件のみが正であり、そのうち 9 件は血圧に関連していました (Δ24時間上腕最高血圧について 4 件、Δ上腕拡張期血圧について 3 件、Δオフイス上腕最高血圧について 2 件)。 |
| 4．討議 |
| 私たちの研究では、高血圧前の中年成人を対象に、12週間のアロニアベリー（ポリ）フェノール摂取が心臓代謝の健康と腸内細菌叢叢の組成に及ぼす影響を調査しました。 血圧（主要結果）、内皮機能、血中脂質に有意な影響は見られませんでした。 しかし、アロニア群と対照群の間では、24時間の外来動脈指数の大幅な改善と、腸内細菌叢の豊富さ、機能および組成の大幅な変化が見られました。 |
| 4.1 参加者の食習慣と全体的な健康状態の影響 |
| 血圧への影響がないことは、24 時間の携帯型血圧計（ ABPM ）に対するアロニアベリー摂取の影響を試験した他の 2 つの既存の研究とは対照的です [4、46]。 Kardumらは、アロニアジュースを4週間毎日摂取した後、24時間および覚醒時の最高血圧および拡張期血圧が減少したと報告しました。 この不一致の考えられる理由は、参加者が高血圧症であり、平均ベースライン血圧が 141/87 mmHg であったためです。 対照的に、私たちのボランティアは高血圧前症ではありましたが、正常血圧の境界線にあり、平均ベースライン血圧は 120/70 mmHg でした。 比較すると、Loo らによる研究では、ベースライン血圧が 133/83 mmHg の高血圧前症の集団が対象となっており、ボランティアに投与されたアロニアベリー (ポリ) フェノールの量は、我々の介入よりも 20 倍多かった。このことは、より高い血圧ベースラインレベルと、 血圧に効果を発揮するには、より大量のアロニアベリー（ポリ）フェノールが必要になる場合があります。 |
| ここで血圧への影響がないことを説明するもう一つの考えられる理由は、私たちのボランティアが高レベルの身体活動と、果物や野菜、繊維、（ポリ）フェノールの多量摂取という健康的なライフスタイルに従っていたということです。 果物と野菜の平均摂取量は 469 g/日で、英国公衆衛生局と WHO が推奨する 1 日あたり 400 g (「1 日 5 回」) を上回りました [47、48]。 参加者はまた、英国が推奨する繊維摂取量ガイドラインである 30 g、1 日平均 25 g に近かった。 7日間の食事日記から推定された（ポリ）フェノール摂取量は1537±989mg/日で、英国国民食事・栄養調査ローリングプログラムの同年齢の個人で推定された平均値1035±545mg/日を50%上回っていた[49]]であり、EPIC 研究の英国の「健康志向グループ」からの推定値 (1521 mg/日) [[50]] と同様です。 したがって、この研究で投与されるアロニアベリーの（ポリ）フェノールの量は、ボランティアの習慣的な食事から得られる1日の（ポリ）フェノール摂取量と比較すると少量です。 今後の研究では、ベースライン摂取量を考慮し、研究期間中の習慣的な（ポリ）フェノール摂取量を報告する必要があります。 |
| 4.2 アロニアベリー（ポリ）フェノールによる血管機能の調節 |
| 血圧および内皮機能に変化はなかったにもかかわらず、アロニア群では対照群と比較して、境界線ではあるものの覚醒時脈波伝播速度の有意な減少、24時間および覚醒時増加指数の減少など、動脈指数の改善が見られました。 増加指数の臨床的意義はまだ調査中ですが、大動脈圧と血流の波を反映していると考えられています。 そしてメタ分析で示されているように、上腕および中枢の増加指数が高いほど、追跡調査における心血管障害発生率のリスクが高いことに関連している[51、52]。 「増強」とは、大動脈における収縮期ピーク波の増強を指します。 したがって、この研究におけるアロニアの影響は動脈壁に直接及んでいる可能性があり、前腕内皮検査では検出されません。 （ポリ）フェノールが豊富な食品に関する他の研究では、血圧や内皮機能に変化を及ぼさずに脈波伝播速度と増加指数が減少することを発見した例はほとんどありません。 たとえば、冠状動脈疾患患者を対象としたクランベリージュースの4週間の研究や、高齢者を対象とした6か月のイソフラボン補給では、ここで観察されたのと同様の脈波伝播速度の減少が見られました[53、54]。 |
| 4.3 アロニア (ポリ) フェノールと腸内細菌叢との双方向の関係と心血管疾患への影響 |
| 宿主の健康状態と腸内細菌叢構成の間には相互作用が存在し、細菌叢を介した結果は食事によって強く影響されることが十分に確立されている[55]。 腸内細菌叢の遺伝子豊富さの減少は、インスリン抵抗性、脂質異常症、より顕著な炎症性表現型に関連する腸内細菌叢異常状態を有する個人 [56] だけでなく、高血圧前および高血圧の個人および動物モデルでも報告されている [57、58 ]。 私たちの調査結果は、アロニアベリー（ポリ）フェノールが対照群と比較してアロニア群は遺伝子の豊富さを増加させ、これが動脈硬化のプラスの改善に関連している可能性があることを示しました。 |
| さらに、12週間の補給後、対照群と比較してアロニア群にいくつかの種が豊富に含まれていることが判明しました。 注目すべきことに、L. butyriciproductionens や B. faecihominis などの酪酸生成種のレベルの増加が報告されており、分類群は、キシラン分解細菌である B. xylanisolvensと同様に、インスリン感受性の改善、血圧の低下、BMI の低下と正の相関があることが報告されています [58、59、60]。 一貫して、これらの観察は、心臓代謝の健康と高血圧に重要な役割を果たすことが示されている食事関連の腸内細菌代謝物であるプロピオン酸の生成につながる潜在的な機能モジュールの増加によって実証されました。 統計的に有意ではありませんが、腸内に見られる最も豊富な分類群の 1 つであり、腸の恒常性の促進に潜在的に重要な役割を果たしている次世代プロバイオティクス種 F. prausnitzii の増加も見つかりました [61]]。 興味深いことに、これらの細菌のレベルの増加は動脈硬化の低下と有意に関連しており、アロニア摂取後に血漿および尿中の共役型が大幅に増加した循環フェノール代謝物である 3,4-ジヒドロキシ安息香酸と正の相関関係があり、いくつかの証拠により、 人間においては抗炎症作用があります [62]。 |
| さらに、腸内細菌叢の種、臨床転帰、循環する（ポリ）フェノール代謝産物の間の潜在的な相互作用を分析しました。 アロニア抽出物の摂取後、腸内細菌叢と（ポリ）フェノール代謝物の間に強い相関関係が見出され、43 の血漿代謝物が 8 つの異なる細菌種と正の相関を示しました。 合計 23 種類の尿中および 43 種類の血漿フェノール代謝物、主に桂皮酸および安息香酸誘導体、ベンゼンジオールおよびトリオールが、脈波伝播速度 および 増加指数 の減少と有意に相関していました。 これは、血漿代謝物と血管機能の増強の間に存在する重要な関連性を強調した我々のチームの以前の研究と一致している[63、64]。 最後に、腸内細菌叢と臨床転帰、特に重要なOscillospiraceae とOscillibacter spp,との間に相関関係も見つかり、増加指数と有意かつ負の相関があった。 私たちの知る限り、これらの種が動脈機能に対する有益な効果と相関関係があることが示されたのはこれが初めてです。 |
| 私たちのデータは、アロニアベリー抽出物に含まれる（ポリ）フェノールが、この研究で観察された動脈硬化と腸内細菌叢に及ぼす影響の原因である可能性が高いことを示しています。 主要栄養素や繊維などのアロニアカプセルの非（ポリ）フェノール画分も、対照カプセル中に同様の量で存在していました。 食事からの習慣的な摂取と比較して非常に少量であるため、影響の原因となる可能性は低いです。 |
| 4.4 強みと限界 |
| この研究の主な制限は、健康的なライフスタイルを持つ中年者を対象にしていることであり、私たちの調査結果を一般大衆の若年層や高齢者、または習慣の異なる食生活をしている人々に当てはめることはできないことを意味しています。 さらに、データ統合分析の興味深い結果にもかかわらず、この研究では、推定上の健康増進細菌種とアロニア（ポリ）フェノールの血管への影響との間に何らかの因果関係が存在するかどうかを結論付けることはできません。 この研究には、ゴールドスタンダード技術の使用や堅牢な二重盲検 ランダム化比較試験デザインなど、いくつかの利点もあります。 募集された参加者の数 (n = 102) は、アロニアベリーの血圧への影響に焦点を当てた以前の ランダム化比較試験のすべての参加者よりも多かった [4、5、6、7、8、65]。 |
| 4.5 結論 |
| 結論として、今回の研究結果は、アロニアベリー抽出物の毎日の摂取が健康な中年者の動脈機能の改善につながり、それに付随して関連して健康を促進する可能性のある細菌分類群が増加したことを示唆しています。 これらの異なるパラメーター間に複数の有意な関連性が観察されたため、(ポリ)フェノールと腸内細菌叢の間の双方向の関係は、臨床転帰の改善を説明できる可能性があります。 動脈硬化には中程度の効果が見られましたが、アロニアベリー（ポリ）フェノールの補給全体では、おそらく参加者の健康的なライフスタイルが原因で、研究対象集団の血圧は低下しませんでした。 アロニアの補給が高血圧症や心血管疾患のリスクのある人々など、他のリスクのある集団に効果があるかどうかを調査するために、今後の研究が行われる必要があります。 |
| 参考文献（本文中の文献No.は原論文の文献No.と一致していますので、下記の論文名をクリックして、原論文に記載されている文献を参考にしてください） |
| この文献は、Clinical Nutrition 41 (2022) 2549e2561に掲載されたThe effects of Aronia berry (poly)phenol supplementation on arterial function and the gut microbiome in middle aged men and women: Results from a randomized controlled trial.を日本語に訳したものです。タイトルをクリックして原文を読むことが出来ます。 |