【 Olink 文獻分享】怎麼減肥才有效？Olink蛋白質體學帶你發展個人化減肥
研究背景
減肥是個重要話題，在減肥策略中「低脂」與「低醣」是最常見的兩種方式。民眾也為究竟哪種飲食能夠更好的減肥成效而有各種看法。
史丹佛大學醫學院 (Stanford University Medical School) 健康研究院Christopher D. Gardner 博士等科學家報導了名為「DIETFITS」的大型臨床試驗 (NCT01826591) ，文章結果發表在JAMA雜誌上，該試驗持續12個月，分析了總共609位體重超標的成年人，並將之隨機分為兩組，一組進行了低脂飲食 (HLF) ，一組進行了低醣飲食 (HLC) ，並且使用基因晶片技術對兩組受試者進行了基因檢測[1]。但最終並沒有發現兩組減肥效果之間有明顯的統計學差異，基因背景和基線胰島素分泌水準也沒有發現有差異。雖然如此，這個研究留下了豐富的生物學樣本資訊和詳細的資料，為後續研究打下了堅實的基礎。
藉由Olink蛋白組學平台技術，2020年Christopher D. Gardner 博士僅耗費極少量生物樣本，使用Olink Proteomics Target 96 Panels (CVD II、CVD III 和Inflammation)，對「DIETFITS 臨床試驗」重新進行了血漿蛋白質組分析，在Nature子刊Scientific Reports發表新文，旨在發現預測減肥效果的生物標誌物[2]。同年又在美國臨床營養學雜誌發表了DIETFITS實驗腸道菌群定序的結果，從腸道微生物相角度對健康飲食的減肥效果進行了研究[3]。
2022年底，Christopher D. Gardner 和Michael P. Snyder兩位教授，對上述三篇文章中的資料進行了全面回顧，並綜合隨訪資料、Olink血漿蛋白質組資料和腸道菌群巨集基因組資料，在Cell新子刊Cell Report Medicine (IF = 16.988) 發表了最新研究成果[4]。
文章重點
- 不同變數與短/長期的減肥成功有關
- 短期減肥的主要驅動因素是飲食控制及品質
- 長期體重減輕與個人多組學基線指標有關
- 基線因素 (如呼吸商RQ和蛋白標誌物) 可代表精確減肥因子；研究團隊利用三組Olink Target 96 Panel的資料，在蛋白質組基線分析時確定了幾個與長期減肥成功顯著相關的生物標誌物，包括IDUA、TNFRSF13B (TACI) 、IL-16、DKK1和LPL，而這些蛋白質先前已被報導與肥胖和代謝功能障礙有關。
IDUA (a-L-iduronidase) 是為一溶小體水解酵素，主要可代謝醣胺聚醣 (glycosaminoglycan, GAGs)，而GAGs在防止飲食誘導的肥胖和促進體重和脂肪減少方面的活性先前已經在小鼠中得到了證實。與正常體重對照組相比，超重青少年血漿IL-16水準顯著升高，並與肥胖相關炎症相關。TNFRSF13B (TACI) 是TNF受體超家族的一種跨膜蛋白，也參與了免疫系統，TACI缺陷的小鼠先前被證明可以免受高脂肪誘導的體重增加和多種炎症的影響。DKK1 則屬於WNT路徑，參與了脂肪生成和肥胖。LPL則是主要作用於膳食脂質代謝，分解三酸甘油脂並儲存脂肪於脂肪組織中。在本研究結果發現，LPL基線表現較高者較容易在長期減肥中失敗；進一步分析LPL表現在低脂飲食組 (HLF) 和低醣飲食組 (HLC) 間的關係發現，推測LPL基礎表現較高者採用低脂飲食會有更佳的減肥效果，因為可以降低膳食脂肪，減少脂肪儲存。當然，肥胖和減肥是由多種功能路徑相互作用的結果，但仍可發掘一些具代表性的蛋白標誌物。
飲食誘導減肥的成功受到從基因型到生活方式等眾多變數的影響，這些變數也因人而異。「精確營養」即假設個體會對特定飲食或營養有不同反應，可為安全有效的減肥提供一個前瞻策略。「精確營養」為一新興領域，此概念在疾病管理中也有相應應用，如癌症營養治療和控制第二型糖尿病。隨著證據及經驗的累積，精確營養在減肥和體重控制方面也有很大潛力。目前研究開始展現了提高減肥成功的變數，在基線蛋白質特徵 (Protein Signature) 和特定飲食方式減肥之間，進一步提示了發展個體化減肥策略的可能性。
Olink高通量蛋白質體學的產品具有各種生物功能的蛋白質標誌物組合，能夠協助研究者精準研究在不同人群中的體重控制表現及飲食方式所展現的不同蛋白質特徵，是精準營養領域的有力研究工具。該領域研究曾在Cell主刊發表文章「Gut-microbiota-targeted diets modulate human immune status」。
參考資料
1. Effect of Low-Fat vs Low-Carbohydrate Diet on 12-Month Weight Loss in Overweight Adults and the Association With Genotype Pattern or Insulin Secretion: The DIETFITS Randomized Clinical Trial. JAMA. 319(7):667–679 (2018).
2. Proteomic profiles before and during weight loss: Results from randomized trial of dietary intervention. Sci Rep 10, 7913 (2020).
3. Long-term dietary intervention reveals resilience of the gut microbiota despite changes in diet and weight, The American Journal of Clinical Nutrition, Volume 111, Issue 6, Pages 1127–1136 (2020).
4. Distinct factors associated with short-term and long-term weight loss induced by low-fat or lowcarbohydrate diet intervention. Cell Report Medicine. Volume 3, Issue 12, 100870 (2022).
資料來自 Olink 微信官方帳號，作者 Liang Wang