果物と野菜の摂取量のバイオマーカーとしての皮膚カロテノイドの非侵襲的評価

背景：共鳴ラマン分光法（RRS）は、ヒト皮膚の非侵襲的カロテノイド測定のための実行可能な方法として提案されています。ただし、皮膚カロテノイドのRRS測定をバイオマーカーとして使用する前に、被験者間および被験者間の変動と妥当性に関するデータが必要です。 目的：この研究の目的は、ヒトの真皮総カロテノイドとリコピンのRRS測定の再現性と妥当性を評価することでした。 設計：研究1では、多様な皮膚色素沈着を持つ74人の男性と女性が募集されました。手のひら、内側の腕、および外側の腕のRRS測定値は、ベースライン、1週間、2週間、1か月、3か月、および6か月で得られました（季節変動を最大化するため）。RRSデバイスは、488 nmで可視光を使用して、総カロテノイドを推定し、514 nmを推定してリコピンを推定しました。再現性は、クラス内相関係数（ICC）によって評価されました。研究2では、28人の被験者を募集し、食事性カロテノイド摂取量を評価し、HPLC分析のために血液を取得し、皮膚カロテノイド状態のRRS測定を実施し、HPLCによって評価された皮膚カロテノイドを使用して皮膚生検（3 mmパンチ生検）を実施しました。 結果：時間の総カロテノイドのICCは、0.97（手のひら）、0.95（内側の腕）、および0.93（外側の腕）でした。RRSによって評価された総皮膚カロテノイドは、皮膚生検のHPLCによって評価された総皮膚カロテノイドと有意に相関していました（r = 0.66、p = 0.0001）。同様に、RRSによって評価されたリコピンは、真皮生検のHPLCによって評価されたリコピンと有意に相関していた（r = 0.74、p <0.0001）。 結論：RRSは、栄養と健康の研究のためのバイオマーカーとして皮膚カロテノイドを非侵襲的に評価するための実行可能で有効な方法です。

BACKGROUND: Resonance Raman spectroscopy (RRS) has been suggested as a feasible method for noninvasive carotenoid measurement of human skin. However, before RRS measures of dermal carotenoids can be used as a biomarker, data on intra- and intersubject variability and validity are needed. OBJECTIVE: The purpose of this study was to evaluate the reproducibility and validity of RRS measures of dermal total carotenoids and lycopene in humans. DESIGN: In study 1, 74 men and women with diverse skin pigmentation were recruited. RRS measures of the palm, inner arm, and outer arm were obtained at baseline, 1 wk, 2 wk, 1 mo, 3 mo, and 6 mo (to maximize seasonal variation). The RRS device used visible light at 488 nm to estimate total carotenoids and at 514 nm to estimate lycopene. Reproducibility was assessed by intraclass correlation coefficients (ICCs). In study 2, we recruited 28 subjects and assessed dietary carotenoid intake, obtained blood for HPLC analyses, performed RRS measures of dermal carotenoid status, and performed dermal biopsies (3-mm punch biopsy) with dermal carotenoids assessed by HPLC. RESULTS: ICCs for total carotenoids across time were 0.97 (palm), 0.95 (inner arm), and 0.93 (outer arm). Total dermal carotenoids assessed by RRS were significantly correlated with total dermal carotenoids assessed by HPLC of dermal biopsies (r = 0.66, P = 0.0001). Similarly, lycopene assessed by RRS was significantly correlated with lycopene assessed by HPLC of dermal biopsies (r = 0.74, P < 0.0001). CONCLUSION: RRS is a feasible and valid method for noninvasively assessing dermal carotenoids as a biomarker for studies of nutrition and health.