Diet and the colonic exfoliome: a novel, non-invasive approach to testing interventions in humans

饮食和结肠脱落组:一种测试人类干预措施的新型非侵入性方法

基本信息

  • 批准号:
    10603601
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 19.05万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-01-01 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Diet is an important risk factor for colorectal cancer (CRC) and several dietary constituents implicated in CRC are modified by gut microbial metabolism. Microbial fermentation of dietary fiber produces short chain fatty acids, e.g., acetate, propionate, and butyrate. Dietary fiber has been shown to reduce colon tumors in animal models and, in vitro, butyrate influences cellular pathways important to cancer risk. Further, work from our group suggests that the combined effects of butyrate and omega-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFA) may enhance the chemopreventive potential of these dietary constituents. We postulate that the relatively low intakes of n-3 PUFA and fiber in Western populations and the failure to address interactions between these dietary components may explain why chemoprotective effects of n-3 PUFA and fermentable fibers have not been detected consistently in prospective cohort studies. We hypothesize that the combined effects of long- chain n-3 PUFA supplementation and supplemental highly fermentable fiber will alter critical pathways important to CRC prevention, particularly intrinsic mitochondrial-mediated programmed cell death resulting from the accumulation of lipid reactive oxygen species (ferroptosis), cell proliferation, and the eicosanoid/inflammation pathways. We propose a randomized, controlled crossover pilot study in 30 healthy men and women (50-75 y) to compare supplemental soluble fiber (35 g/d) + supplemental n-3 PUFA (6 g/d EPA+DHA), in quantities mirroring mean daily intakes associated with lower CRC risk, with a maltodextrin and corn oil control. Stool samples will be collected at the beginning, middle (day 15), and end of each of the two 30-day intervention periods. Using a novel, cost-effective, non-invasive approach, we will evaluate differences in global gene expression signatures in the stool exfoliome (i.e., sloughed colonic epithelial cells in stool) using RNA-Seq. We will focus on pathways related to colonic cell proliferation and apoptosis/ferroptosis, cell phenotype, and inflammatory response. Further, we will evaluate changes in gut microbial functional genes involved in butyrate production using droplet digital PCR (ddPCR). The collection of multiple samples over the intervention periods will provide a critical measure of longitudinal changes in response to the supplemental n-3 PUFA and fermentable fiber. This proposed pilot human mechanistic study will be the first in humans to integrate and characterize the relationships between n-3 PUFA and fermentable fiber exposure that modulate programmed cell death and other CRC-related cell-signaling pathways through metabolic activities of the gut microbiome. Results of this controlled intervention will help to translate the current mechanistic knowledge from preclinical animal models to humans and to de-risk and inform approaches for CRC prevention. Interrogating the stool exfoliome is a novel, cost-effective, non-invasive approach to studying effects of interventions on the human gut.
项目摘要 饮食是结直肠癌(CRC)的一个重要危险因素, CRC通过肠道微生物代谢进行修饰。微生物发酵膳食纤维产生短链 脂肪酸,例如,乙酸、丙酸和丁酸。膳食纤维已被证明可以减少结肠肿瘤, 在动物模型和体外试验中,丁酸盐影响对癌症风险很重要的细胞途径。此外,工作从 我们的研究小组认为,丁酸和ω-3多不饱和脂肪酸(n-3 PUFA)的联合作用 可以增强这些饮食成分的化学预防潜力。我们假设相对较低的 西方人群中n-3 PUFA和纤维的摄入量以及未能解决这些之间的相互作用 膳食成分可以解释为什么n-3 PUFA和可发酵纤维的化学保护作用 在前瞻性队列研究中一致检测到。我们假设长期的- 链n-3多不饱和脂肪酸的补充和补充高发酵纤维将改变关键途径 对CRC预防很重要,特别是内源性肿瘤介导的程序性细胞死亡, 从脂质活性氧的积累(铁凋亡),细胞增殖, 类花生酸/炎症途径。 我们建议在30名健康男性和女性(50-75岁)中进行一项随机、对照交叉初步研究, 比较补充可溶性纤维(35 g/d)+补充n-3 PUFA(6 g/d EPA+DHA)的量 反映了与较低CRC风险相关的平均每日摄入量,以麦芽糊精和玉米油为对照。凳子 将在两次30天干预的开始、中间(第15天)和结束时采集样本 时期使用一种新的,具有成本效益的,非侵入性的方法,我们将评估全球基因的差异, 粪便脱落组中的表达标记(即,粪便中脱落的结肠上皮细胞)。 我们将重点关注与结肠细胞增殖和凋亡/铁凋亡,细胞表型, 炎症反应。此外,我们将评估丁酸盐相关的肠道微生物功能基因的变化 使用液滴数字PCR(ddPCR)进行生产。在干预期间收集多个样本 将提供响应于补充n-3 PUFA的纵向变化的关键测量, 可发酵纤维 这项拟议的试点人类机制研究将是第一个在人类中整合和表征 n-3多不饱和脂肪酸和可发酵纤维暴露之间的关系,调节程序性细胞死亡, 通过肠道微生物组的代谢活动的其他CRC相关细胞信号传导途径。成果 控制性干预将有助于从临床前动物模型中转化当前的机制知识, 并降低风险和告知CRC预防方法。询问粪便脱落物是一种 新的,具有成本效益的,非侵入性的方法来研究干预对人类肠道的影响。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Robert Stephen Chapkin其他文献

Robert Stephen Chapkin的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Robert Stephen Chapkin', 18)}}的其他基金

Nutritional and clinical predictors of intestinal maturation and feeding tolerance in the preterm infant
早产儿肠道成熟和喂养耐受性的营养和临床预测因素
  • 批准号:
    10717469
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
Targeting plasma membrane spatial dynamics to suppress aberrant Wnt signaling
靶向质膜空间动力学抑制异常的 Wnt 信号传导
  • 批准号:
    10047029
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
Targeting plasma membrane spatial dynamics to suppress aberrant Wnt signaling
靶向质膜空间动力学抑制异常的 Wnt 信号传导
  • 批准号:
    10401939
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
Targeting plasma membrane spatial dynamics to suppress aberrant Wnt signaling
靶向质膜空间动力学抑制异常的 Wnt 信号传导
  • 批准号:
    10630909
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
Targeting plasma membrane spatial dynamics to suppress aberrant Wnt signaling
靶向质膜空间动力学抑制异常的 Wnt 信号传导
  • 批准号:
    10252842
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
Dietary Flavonoids-Microbiota-Ah Receptor Interactions in the Gut
肠道中膳食黄酮类化合物-微生物群-Ah 受体的相互作用
  • 批准号:
    9791345
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
Dietary Flavonoids-Microbiota-Ah Receptor Interactions in the Gut
肠道中膳食黄酮类化合物-微生物群-Ah 受体的相互作用
  • 批准号:
    10247052
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
Dietary and microbial predictors of childhood obesity risk
儿童肥胖风险的饮食和微生物预测因素
  • 批准号:
    9892995
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
Role of Aryl Hydrocarbon Receptor in Microbiota-Colon Stem Cell Interactions
芳基烃受体在微生物群-结肠干细胞相互作用中的作用
  • 批准号:
    9102325
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
Molecular basis for dietary chemoprevention
饮食化学预防的分子基础
  • 批准号:
    10348744
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:

相似国自然基金

姜黄素与TRAIL的协同抗肿瘤机制研究
  • 批准号:
    31101223
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Development of the initial prototype of a pill sensor to detect colonic polyps and early bowel cancer
开发用于检测结肠息肉和早期肠癌的药丸传感器的初始原型
  • 批准号:
    MR/Y503411/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
    Research Grant
Understanding the interplay between Shp-2 and microbiota in colonic inflammation
了解 Shp-2 和微生物群在结肠炎症中的相互作用
  • 批准号:
    478685
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
    Operating Grants
Colonic mucus-derived sugars fuel the growth and virulence of pathogenic enteric bacteria.
结肠粘液衍生的糖促进致病性肠道细菌的生长和毒力。
  • 批准号:
    478324
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
    Operating Grants
Improved Treatment of Colorectal Cancer with CF10
CF10 改善结直肠癌治疗
  • 批准号:
    10698394
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
Defining the Role of Enteric Nervous System Dysfunction in Gastrointestinal Motor and Sensory Abnormalities in Down Syndrome
确定肠神经系统功能障碍在唐氏综合症胃肠运动和感觉异常中的作用
  • 批准号:
    10655819
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
PET tracer for imaging senescence
用于衰老成像的 PET 示踪剂
  • 批准号:
    10727823
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
Preclinical validation of small molecule immunomodulators for the treatment of Crohn's disease
小分子免疫调节剂治疗克罗恩病的临床前验证
  • 批准号:
    10600659
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
Mechanisms of Serrated Colon Tumor Suppression
锯齿状结肠肿瘤抑制机制
  • 批准号:
    10681608
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
Integrative Single-Cell Atlas of Host and Microenvironment in Colorectal Neoplastic Transformation
结直肠肿瘤转化中宿主和微环境的综合单细胞图谱
  • 批准号:
    10820067
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
Define the role of REV-ERB in colonic RORgt+ regulatory T cells
定义 REV-ERB 在结肠 RORgt 调节性 T 细胞中的作用
  • 批准号:
    10753360
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.05万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了