糖尿病(DM)是一种常见的代谢性疾病，以慢性高血糖、伴随因胰岛分泌不足或作用缺乏引起的糖、脂肪和蛋白质代谢紊乱为特点。Ⅰ型糖尿病是一种以胰岛素B细胞破坏，进而以胰岛素生成不足为特征的自身免疫性疾病，已成为全世界共同面临的主要公共健康问题之一。糖尿病并不可怕，可怕的是糖尿病并发症，它对患者的健康和生命构成威胁，可导致残废和早亡。目前糖尿病仍然没有根治的方法，但如果能够早期发现，可以进行有效的控制，因此早期检测方法的探索一直是糖尿病研究中的一个热点。以前的研究主要是利用分子生物学和生物化学等方法，通过检测单个或少数几个成分的变化来获得疾病的相关信息，忽略了整体器官中动态的代谢变化，很难了解生物体的整体紊乱，因此，需要寻求新的方法来获得糖尿病生物体内的整体信息。　　代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后在科学界新发展起来的学科，通过评价组织和其他生物体液中内源代谢物的变化情况来反应疾病或者治疗状况。1H NMR的代谢组学方法可以利用生物体内小分子代谢物的丰富信息，研究它们所揭示的生物学意义，反映机体在内外因素的影响下整体代谢的变化规律。对于糖尿病的机理研究及临床治疗非常有必要。　　本文第一部分中，采用基于核磁共振的代谢组学结合多变量数据分析方法研究链脲霉素(STZ)诱导的糖尿病1周和9周的血样，以年龄相匹配的正常大鼠作对照组。并对血清样本做了临床生化分析用以确证代谢组学方法分析得到的代谢物变化。血中的苯丙氨酸主要在肝脏等组织中经代谢转变为酪氨酸，后者与某些激素、神经递质的形成密切相关。若代谢失调，则引起多种疾病，特别是对神经系统的损害。因此第二部分，我们应用核磁共振代谢组学方法检测糖尿病1、5、9和15周大鼠海马代谢物的浓度变化。结合模式识别分析方法，得到相关的特征代谢物，建立基于1H NMR代谢组学研究疾病发生发展规律的实验方法。同时为了研究糖尿病大鼠海马相关空间学习记忆受损情况，我们还进行了Morris水迷宫实验，从行为学及生物学代谢物即宏观和微观两方面综合探讨糖尿病脑部病变可能的的发病机制。　　代谢组学结果表明，血清和海马组织中主要代谢物的浓度发生显著性变化并在糖尿病发生演变过程中呈现规律性变化。首先血清样本的PLS-DA结果表明糖尿病组代谢物变化水平明显区分于正常组。同样，糖尿病1周和9周的代谢模式也明显不同。比如丙酮酸、乳酸、柠檬酸、丙酮、乙酰乙酸、甘油和缬氨酸这些代谢物在糖尿病大鼠中具有时间依赖性，这表明糖尿病演变过程中所涉及的体液循环有糖酵解、三羧酸循环、脂肪酸β氧化、生酮作用、支链脂肪酸代谢和酪氨酸代谢。第二章中，Morris水迷宫实验发现糖尿病大鼠在8周时，空间位置感和方向感（空间定位）的学习记忆能力已经开始减退。在12周时已很明显。这说明海马完整性已受损。海马PLS-DA模型，1、5、9、15周四个时间点的糖尿病代谢模式彼此不同并分别区分于各自对照组，表明随糖尿病病程的发展，糖尿病大鼠脑部代谢轮廓发生了显著变化。乳酸、肌醇、牛磺酸代谢上调，而氮-乙酰天门冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸代谢下调。其他几种代谢物在不同的时间点有不同的变化，如甘氨酸、琥珀酸、胆碱。这表明在糖尿病脑部病变发生发展过程中能量代谢紊乱、神经递质、细胞膜和神经元受损及渗透调节失衡。而行为学实验表明，在STZ造模8周后，糖尿病大鼠海马的认知功能和记忆功能出现障碍。　　综合以上研究结果表明，糖尿病不同病程大鼠与其匹配的正常大鼠的血样和脑组织的代谢组分均存在明显差异，并且伴随糖尿病病程的延长出现规律性变化。这些特征性代谢物有助于扩展对糖尿病脑部并发症的发病过程和发病机制的研究。同时本文揭示了基于核磁共振的代谢组学可以提供更新颖的视角来研究糖尿病及其并发症的发病机制，对疾病的早期诊断和预防具有重要意义。