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芡实(Gorgon euryale seed)是睡莲科1年生水生草本植物芡(Euryale ferox Salisb.)的成熟种子,分布于我国中南、西南、华东、东北等地。芡实种仁和种皮中含有丰富的活性成分。本文以芡实仁和带壳芡实为原料,制备芡实超微粉(芡实仁粉、芡实全粉)并研究其活性物质成分,探究芡实对STZ-糖尿病小鼠的降血糖、降血脂及炎症因子干预的表观作用,探究芡实对肾脏保护的表观作用、内在机制及其对肠道环境的影响。本文采用福林酚法测定芡实超微粉(芡实仁粉、芡实全粉)中总酚含量,采用考马斯亮蓝法测定芡实超微粉中可溶性蛋白含量,利用LC-MS/MS测定和数据库检索比对鉴定芡实超微粉中多酚类和萜类化合物种类。通过链脲佐菌素(STZ)腹腔注射结合高脂饲料喂养构建2型糖尿病小鼠模型,并通过不同剂量的芡实超微粉(芡实仁粉、芡实全粉)灌胃进行治疗,灌胃四周后检测体重、空腹血糖、脏器指数、血脂、氧化应激指标(超氧化物歧化酶、丙二醛和总抗氧化能力)、肾功能指标(尿素氮、血肌酐和尿微量白蛋白)和肾脏组织形态;测定芡实超微粉灌胃处理4周后2型糖尿病小鼠肾脏组织肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)、白细胞介素18(IL-18)和CD14分子(CD14)等炎症因子水平,分析芡实超微粉对2型糖尿病小鼠肾脏炎症因子的干预作用;通过半定量PCR法测定糖尿病小鼠肾脏组织AKT、mTOR、S6K1和ECM基因表达水平,采用双抗体一步夹心法酶联免疫吸附法(Elisa)测定糖尿病小鼠肾脏组织AKT和mTOR蛋白的磷酸化水平,分析芡实超微粉对PI3K/AKT/mTOR信号通路表达的调控作用,探讨其保护肾脏的作用机理;利用平板计数法测定双歧杆菌(Bifidobacterium)、肠球菌(Enterococcus)和梭菌(Clostridium)水平;通过气相色谱-质谱联用技术分析小鼠粪便中乙酸、丙酸、异丁酸、正丁酸、异戊酸和正戊酸水平。实验结果显示,芡实超微粉中总酚含量很高,多酚类和萜类成分丰富,LCMS/MS鉴定(包括空间异构体)得到芡实仁粉中多酚类38种,萜类3种;芡实全粉中多酚类44种,萜类3种。动物实验结果显示:四周灌胃后,糖尿病小鼠体重、血糖、脏器指数显著降低,血清血脂中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白(LDL-C)水平显著降低,高密度脂蛋白(HDL-C)水平显著增高;血清超氧化物歧化酶(SOD)活力和总抗氧化能力(T-AOC)显著提高,丙二醛(MDA)含量显著降低,血清尿素氮(BUN)、血肌酐(Scr)和尿微量白蛋白(ALB)等肾功能指标水平显著降低,肾脏组织病理状态得到改善。肾脏TNF-α、IL-6、IL-18和CD14水平均有显著降低,肾脏炎症反应有效减轻;PCR结果显示,肾脏AKT、mTOR、S6K1和ECM基因的mRNA表达水平均显著降低,肾脏AKT和mTOR蛋白的磷酸化水平显著降低。肠道双歧杆菌和肠球菌等益生菌数目显著提高,梭菌等有害菌数目显著降低,肠道菌群结构失调的状况得到改善,肠道短链脂肪酸分泌水平显著提高,肠道pH值降低。本研究表明,芡实超微粉(芡实仁粉、芡实全粉)活性成分(尤其是多酚类)丰富,能改善2型糖尿病小鼠高血糖、高血脂、脏器肥大等症状,减轻炎症反应,抑制PI3K/AKT/mTOR信号转导通路,从而起到保护糖尿病诱发的糖尿病肾病下的肾脏结构和功能的作用。芡实超微粉改善糖尿病小鼠肠道菌群结构与肠道环境,调节动态平衡,进而改善2型糖尿病及糖尿病肾病症状。两种芡实超微粉效果都极为显著,芡实仁粉在降血糖、调节血肌酐和尿微量白蛋白等方面效果更显著,芡实全粉在减肥、防止脏器肥大、调节血脂、调节尿素氮、调控PI3K/AKT/mTOR信号转导通路表达、改善肠道菌群结构及提高短链脂肪酸水平等方面效果更显著。因此综合来说芡实全粉效果优于芡实仁粉。