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研究背景:由于饮食结构、环境等因素的变化,2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus,T2DM）成为全球流行性疾病,患病人数逐年升高,严重影响着人类身体健康和生命安全。T2DM发病机制主要为胰岛素抵抗和胰岛素分泌缺陷,但其具体机制尚不明确。近年来,肠道菌群与人体生理病理关联性研究成为生命科学新的研究热点。肠道菌群被称为人体“第二器官”,维持着机体肠道环境的动态平衡,菌群通过与肠道、血液进行交换,汲取营养并帮助消化、代谢,抵御外来病菌入侵,一旦肠道平衡被破坏,可导致T2DM等多种代谢性疾病的发生。桑叶（Morus alba L.）是临床治疗糖尿病常用中草药,通过“多成分、多靶点、多途径”发挥降糖作用。本课题组前期研究发现,桑叶降糖调脂与抑制α-葡萄糖苷酶、调控Toll样受体（toll-like receptors,TLRs）、胰岛素信号通路及肠道菌群、激活腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase,AMPK）信号通路以促进棕色脂肪组织（brown adipose tissue,BAT）和皮下腹股沟白色脂肪组织（inguinal white adipose tissue,IWAT）产热基因的表达和线粒体生物合成等作用有关。桑叶黄酮类成分是桑叶的主要活性成分之一,具有降血糖、抗炎、抗氧化等药理作用。桑叶黄酮类成分具有良好的防治T2DM作用,可通过刺激胰岛素释放、抑制α-糖苷酶、增加外周血糖的利用、抑制肝脏脂质代谢等机制而改善糖脂代谢紊乱状态,起到降低血糖的作用。但桑叶总黄酮降糖调脂作用是否与肠道菌群有关,以及其调节肠道菌群的确切机制尚不清楚,有待进一步深入研究。基于上述研究背景,本研究以桑叶总黄酮为受试药,以T2DM模型大鼠为研究对象,基于肠道菌群-短链脂肪酸（short chain fatty acids,SCFAs）-G蛋白偶联受体41（G protein-coupled receptors 41,GPR41）/G 蛋白偶联受体 43（G protein-coupled receptors 43,GPR43）-胰高血糖素样肽（glucagon-like peptide,GLP-1）信号通路探究其通过调节肠道菌群组成和短链脂肪酸水平治疗T2DM的作用,以期阐明桑叶总黄酮治疗T2DM的作用机制,丰富桑叶总黄酮治疗糖尿病的理论依据,并为T2DM防治提供新的治疗方法与思路。研究方法:以SPF级雄性SD大鼠为受试对象,采用高糖高脂饲料饲养联合腹腔注射35 mg/kg链脲佐菌素法建立T2DM大鼠模型,采用抗生素清除菌群建立伪无菌大鼠模型。造模成功大鼠按血糖随机均分为模型组（T2DM组）、二甲双胍（Metformin组,200 mg/kg）组、桑叶总黄酮高剂量组（SG组,300 mg/kg）、桑叶总黄酮中剂量组（SZ组,150 mg/kg）、桑叶总黄酮低剂量组（SD组,75 mg/kg）、抗生素组（K组）、抗生素+桑叶总黄酮高剂量组（KSG组,300 mg/kg）、抗生素+桑叶总黄酮中剂量组（KSZ组,150mg/kg）、抗生素+桑叶总黄酮低剂量组（KSD组,75mg/kg）;同时设置正常对照组（Control组）。桑叶总黄酮黄酮用0.5%羧甲基纤维素钠混悬,各组大鼠灌胃相应药物,给药体积1 mL/100 g。Control组、T2DM组和K组灌胃等量羧甲基纤维素钠,每日一次,给药10周。每周监测大鼠体重、血糖、进食量和饮水量。实验结束前进行口服葡萄糖耐量实验。实验结束,收集大鼠血清、结肠组织。采用生化试剂盒测定血清中总胆固醇（total cholesterol,TC）、甘油三酯（triglycerides,TG）、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein-cholesterol,LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein-cholesterol,HDL-C）含量;采用大鼠 Elisa 试剂盒测定血清 GLP-1、肽YY（peptide YY,PYY）、二胺氧化酶（diamine oxidase,DAO）、D-乳酸（D-Lactate,D-Lac）、脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）含量。H＆E染色观察结肠组织病理形态变化;气相色谱法（gas chromatography,GC）测定短链脂肪酸成分乙酸、丙酸、异丁酸和正丁酸含量;16S rRNA高通量测序技术检测大鼠肠道菌群的丰富度、多样性和物种构成;qRT-PCR分析结肠组织短链脂肪酸相关受体GPR41、GPR43以及肠道屏障紧密连接蛋白系统闭合蛋白（Occludin）、封闭蛋白1（Claudin-1）和闭锁连接蛋白1（zonula occluden-1,ZO-1）mRNA的表达;Western blot检测结肠组织短链脂肪酸相关受体GPR41、GPR43以及肠道屏障紧密连接蛋白系统ZO-1、Occludin、Claudin-1信号通路相关蛋白表达。研究结果:（1）桑叶总黄酮治疗T2DM药效学实验结果表明,桑叶总黄酮可以显著降低T2DM大鼠空腹血糖,改善OGTT、减少进食量,降低TC、TG和LDL-C含量,升高HDL-C含量。病理学结果显示,桑叶总黄酮可减少结肠组织炎性浸润,恢复受损结肠黏膜组织结构。（2）16S rRNA测序结果显示,桑叶总黄酮可增加大鼠肠道菌群的多样性和丰富度,调节肠道菌群的均匀度,增加了优势菌群的OTUs数,逆转T2DM大鼠肠道菌群紊乱状态,促进其向正常大鼠肠道菌群的方向转变,还可以增加乳酸杆菌属、瘤胃菌属、普雷沃氏菌属、阿克曼菌属等产短链脂肪酸等益生菌的丰度,降低大肠杆菌、克雷伯氏菌属等有害菌的丰度,增加肠道内拟杆菌门/厚壁菌门比值,使得由T2DM引起的肠道菌群紊乱得到改善。（3）气相色谱测定结果显示,桑叶总黄酮可增加乙酸、丙酸、异丁酸的含量。Elisa实验结果显示,桑叶总黄酮可显著降低血清中LPS和DAO含量,显著升高血清中GLP-1和PYY含量。qRT-PCR和Western blot实验结果显示,桑叶总黄酮可通过调控ZO-1、Occludin和Claudin-1信号通路,改善肠道通透性,恢复受损肠道屏障黏膜,改善肠道紊乱状态,抑制机体代谢性炎症反应;通过调控GPR41和GPR43信号通路,增加短链脂肪酸的产生,促进胃肠激素的分泌,从而改善肠道紊乱状态和胰岛素抵抗,促进胰岛素的分泌,改善T2DM。研究结论:桑叶总黄酮可降低T2DM大鼠空腹血糖,改善葡萄糖耐量和胰岛素抵抗,调控血脂代谢,其降糖调脂机制与调节大鼠肠道菌群、增加有益菌丰度、降低致病菌丰度、保护肠道粘膜屏障以及调控SCFAs-GPR41/GPR43-GLP-1/PYY相关通路有关。