近年来,随着居民膳食结构的改变,高脂食物的摄入比例明显升高,高脂膳食引起的以高脂血症、内脏脂肪过度积累以及肥胖等为特征的脂代谢紊乱呈逐年上升趋势,成为目前全世界范围内亟待解决的公共健康问题之一。月桂酸单甘油酯(Glycerol Monolaurate,GML)天然存在于椰子油、母乳和美洲蒲葵中,是一种兼具优良的抑菌和抗病毒功能的食品乳化剂。本课题组前期研究结果证实,普通膳食中添加低剂量GML会影响机体脂代谢和肠道微生态的平衡,而高脂膳食中GML的添加对机体健康的影响尚不明确。因此,本研究以C57BL/6小鼠为研究对象,综合应用肠道微生物组学、代谢组学和转录组学的多组学研究手段,确认GML对高脂膳食饲喂小鼠脂代谢紊乱的调节作用,并阐明其作用机制,得到的主要研究结果如下:1.低剂量(150、300和450 mg/kg)饲喂实验结果表明,膳食中添加GML对高脂膳食引起的脂代谢紊乱的改善作用与其添加剂量有关:添加150 mg/kg GML显著增加了高脂膳食饲喂小鼠的体重,总增重和附睾脂肪重量也明显增加;添加300和450 mg/kg GML对小鼠的体重和总增重没有显著影响,但明显改善了肝脏脂肪沉积和附睾脂肪细胞肥大;膳食中添加低剂量(150-450 mg/kg)GML显著改善了高脂膳食引起的胰岛素抵抗和系统低度炎症;添加300和450 mg/kg GML能通过抑制肝脏PPARγ信号通路,调节小鼠脂代谢平衡。2.肠道微生态分析结果表明,膳食中添加GML对高脂膳食饲喂小鼠的肠道微生态有一定的调节作用:添加450 mg/kg GML对肠道微生态的改善效果最为显著,能显著增加肠道Akkermansia、双歧杆菌属(Bifidobacterium)和乳杆菌属(Lactobacillus)微生物的丰度,这些肠道菌群和GML的代谢改善作用呈显著正相关。此外,450 mg/kg GML显著降低了肠道有害菌Escherichia coli的丰度,这与血清LPS浓度的显著下降以及系统炎症的改善作用密切相关。3.高剂量(800、1200和1600 mg/kg)饲喂实验结果表明,膳食中添加高剂量GML对高脂膳食引起的脂代谢紊乱和低剂量(300和450 mg/kg)GML有类似的改善作用,其中1600 mg/kg GML的改善作用最为显著。添加1600 mg/kg GML能显著降低小鼠体重、体脂率,改善内脏脂肪沉积和高脂血症。在脂代谢方面,1600 mg/kg GML能抑制PPARγ通路调节肝脏脂代谢;在糖代谢方面,1600 mg/kg GML能通过上调糖酵解途径并下调糖异生途径,维持血糖平衡、改善胰岛素抵抗。此外,添加1600 mg/kg GML还能显著降低血清TNF-α、IL-6、LPS和LBP水平,缓解系统炎症,改善肝脏巨噬细胞的浸润。4.通过肠道微生物组学分析了1600 mg/kg GML改善脂代谢紊乱的作用机制,研究表明添加1600 mg/kg GML能显著增加高脂膳食饲喂小鼠肠道菌群的多样性,显著改变肠道微生态的组成,降低与肥胖呈正相关的拟杆菌属(Bacteroids)、Dorea、Eggerthella微生物(属水平)的丰度,提高具有益生性能的双歧杆菌属(Bifidobacterium,属水平)以及假长双歧杆菌(Bifidobacterium pseudolongum,种水平)的丰度,GML对高脂膳食引起的脂代谢紊乱的改善作用与Bifidobacterium pseudolongum丰度的升高呈显著正相关。5.复合抗生素处理构建的无菌化小鼠模型实验结果证实,膳食中添加1600mg/kg GML对高脂膳食饲喂小鼠的脂代谢紊乱、胰岛素抵抗和系统低度炎症的改善作用以肠道微生态为作用靶点,GML是基于对肠道微生态的调节作用缓解高脂膳食引起的健康危害。6.通过血清代谢组学、肝脏转录组学和肠道微生物组学的多组学数据综合分析得知,添加1600 mg/kg GML显著影响高脂膳食饲喂小鼠肝脏脂代谢相关基因表达水平,其中GML对甘油磷脂代谢通路的调节作用,特别是对该通路中血清代谢物溶血磷脂酰胆碱LPC(18:0)水平的影响与GML的代谢改善作用显著相关;GML基于对肠道微生态的靶向调节作用调节机体脂代谢,其中假长双歧杆菌(Bifidobacterium pseudolongum)是响应GML调节作用的特征肠道微生物,血清代谢物LPC(18:0)是响应GML调节作用的特征代谢物。