减重治疗期间肥胖青少年的支链氨基酸代谢与肠道微生物组研究

背景：肥胖和减重在成人中与特定的代谢组和肠道微生物组特征相关，但这些关联在青少年阶段的程度尚不清楚。方法：儿科肥胖微生物组与代谢研究（POMMS）招募了220名患有严重肥胖（OB）的10-18岁青少年和67名健康体重对照者（HWC）。在基线和OB组接受6个月肥胖干预后，收集血液、粪便和临床指标。使用靶向定量质谱法进行血清代谢组学分析，并对粪便进行微生物组分析，评估这些特征与BMI、胰岛素抵抗和炎症的关联。使用来自两组的样本对无菌小鼠进行粪菌移植（FMT），以评估其对体重增加和代谢途径的影响。结果：与HWC相比，患有OB的青少年血清支链氨基酸（BCAA）水平较高，但支链酮酸（BCKA）水平较低。这种模式具有性别和年龄依赖性，并且不同于表现出BCAA和BCKA水平均升高的肥胖成人。纵向分析确定了与干预期间健康指标变化相关的代谢和微生物特征。患有OB和HWC的青少年的粪便微生物组具有相似的多样性，但在成员组成和功能潜力上存在差异。来自OB和HWC供体的FMT对小鼠体重有相似的影响，但特定的分类群与FMT受体小鼠的体重增加相关。结论：与HWC对照者和肥胖成人相比，患有OB的青少年具有独特的代谢组学适应和微生物组特征。试验注册：ClinicalTrials.gov标识符：NCT03139877（观察性研究）和NCT02959034（样本库）。资助支持：美国心脏协会资助：17SFRN33670990，20PRE35180195；国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所资助：R24-DK110492。