胡芦巴为豆科植物胡芦巴的干燥成熟种子，在亚洲、地中海和非洲国家被广泛种植并用于食品、保健品领域，胡芦巴具有降血糖活性的报道由来已久，但降血糖活性物质及降血糖作用机制众说纷纭，尚未定论。胡芦巴中含量最高的3类化学组份依次是多糖(胡芦巴胶)、皂苷、黄酮，含量分别为20%~25%、4%~8%、1%~2%，本文对胡芦巴中这三类组份开展纯化制备研究、化学成分分析、系统性的降血糖活性研究，并通过胰岛组织形态观察、血清胰岛素水平测定、肝糖原含量测定、肌糖原含量测定、体外α-葡萄糖苷酶活性抑制实验、HepG2胰岛素抵抗实验以及代谢组学实验，对其降血糖作用机制进行深入的研究，阐明胡芦巴降血糖药效物质及作用机理。主要研究内容分为以下5个方面：1.胡芦巴黄酮组份的制备及成分分析采用石油醚超声脱脂、70%乙醇溶液热回流法从胡芦巴中提取黄酮类物质，提取率为1.45%；采用聚酰胺树脂与D101大孔吸附树脂联合过柱纯化，制备胡芦巴黄酮组份，总黄酮含量为62.28%，组份得率为1.42%；采用超高效液相色谱-线性离子阱质谱联用(UPLC-LTQ/MS)对胡芦巴黄酮组份进行成分分析，结果95%的组份峰被推断鉴定出来，为19个黄酮类化合物。2.胡芦巴皂苷组份的制备及成分分析采用石油醚超声脱脂、70%乙醇溶液热回流法从胡芦巴中提取皂苷类物质，提取率为9.02%；采用DM130大孔吸附树脂过柱纯化，制备胡芦巴皂苷组份，总皂苷含量为78.56%，组份得率为6.05%；采用超高效液相色谱-四级杆串联飞行时间质谱联用(UPLC-QTOF/MS)对胡芦巴皂苷组份进行成分分析，结果90%的组份峰被推断鉴定出来，为55个皂苷类化合物。3.胡芦巴多糖组份的制备及单糖组成分析以水为溶剂冷浸法从胡芦巴药材药渣(皂苷或黄酮提取后剩余的药渣)中提取多糖，以提取率及纯度为考察指标采用L9(3)3正交设计优化溶剂倍数、提取次数、提取时间等工艺参数，确定胡芦巴多糖组份最佳制备工艺为：50倍量水10°C温度下磁力搅拌提取3次，每次1.0h，12000r/min离心收集上清液，70%乙醇醇沉，适量水复溶后冻干，该条件下制备的多糖组份纯度为98.54%，得率为24.12%；采用毛细管电泳(CE)测定胡芦巴多糖组份的单糖组成，确定其单糖组成比为：甘露糖/半乳糖(M/G)=1.08：1。4.胡芦巴组份降血糖活性及作用机制研究首先，利用链脲佐菌素(STZ)诱导糖尿病(DM)大鼠模型，分别考察胡芦巴黄酮、皂苷、多糖组份对糖尿病大鼠的降血糖作用。结果表明，胡芦巴黄酮、皂苷、多糖组份均表现出良好的降血糖效果，证明三者均是胡芦巴降血糖活性物质，其中，黄酮、皂苷组份能够更好地下调空腹血糖(FBG)，并抑制糖尿病大鼠体重下降；对于提升口服葡萄糖耐量(OGTT)，三个组份作用效果相当；仅皂苷组份能一定程度上减少糖尿病大鼠死亡，改善生存状态，综合各项指标分析而知，胡芦巴黄酮、皂苷组份降血糖效果优于多糖组份。而后，通过检测胰岛组织形态、血清胰岛素水平、肝糖原含量、肌糖原含量，并结合体外α-葡萄糖苷酶活性抑制实验、HepG2胰岛素抵抗实验，研究胡芦巴降血糖活性物质的降血糖作用机制，结果表明，(1)黄酮组份通过修复受损胰岛、促进胰岛素分泌、增加肝糖原含量、抑制α-葡萄糖苷酶活性、改善胰岛素抵抗等途径发挥降血糖作用；(2)皂苷组份通过修复受损胰岛、增加肝糖原和肌糖原含量、抑制α-葡萄糖苷酶活性、改善胰岛素抵抗等途径发挥降血糖作用；(3)多糖组份通过增加肝糖原含量、抑制α-葡萄糖苷酶活性、改善胰岛素抵抗、延缓糖吸收(OGTT结果推论)等途径发挥降血糖作用。3个组份比较而言，只有黄酮组份能促胰岛素分泌，且能更好地抑制地α-葡萄糖苷酶活性；皂苷组份较其它两个组份相比，能更好地增加肝糖原、肌糖原含量，更有效地改善胰岛素抵抗；多糖组份较其它两个组份相比，由于高粘度特性，能有效延缓糖吸收。最后，采用超滤质谱技术(ultrafiltration MS)，筛选黄酮组份中抑制α-葡萄糖苷酶活性的成分，结果表明，黄酮组份中能够抑制α-葡萄糖苷酶活性的主要成分是apigenin6,8-di C-hexoside、orientin、isoorientin、vitexin和isovitexin。为了推广拓展超滤质谱技术，本章还对另一常用降血糖植物黄芪进行超滤质谱筛选研究，结果筛选出7个活性化合物，分别为calycosin-7-O-β-D-glucoside、biochanin A、 calycosin-7-O-β-D-glycoside-6″-O-malonate、 ononin、 calycosin、formononetin-7-O-β-D-glycoside-6″-O-malonate和formononetin。5.胡芦巴组份治疗糖尿病的代谢组学研究利用代谢组学研究方法，采用UPLC-QTOF/MS对各组份治疗组、糖尿病模型组、正常对照组大鼠尿液、血液样品进行检测，利用主成分分析(PCA)及正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)进行多元数据分析，从代谢组学角度研究胡芦巴各组份对DM的治疗机制，结果表明，(1)黄酮组份治疗DM的作用途径及调节的潜在生物标记物主要是：组氨酸代谢(urocanic acid)、色氨酸代谢(picolinic acid)、苯丙氨酸代谢(hippuric acid)、三酸循环(citric acid)、肝脏糖代谢酶活性(D-glucuronic acid)、溶血磷脂lysoPCs(lysoPC(20:2)、lysoPC(15:0)、lysoPC(16:0))代谢、鞘脂类代谢(sphinganine)、花生四烯酸代谢(arachidonic acid)、糖尿病并发肾脏损伤(creatinine、2-phenylethanol glucuronide)等。(2)皂苷组份治疗DM的作用途径及调节的潜在生物标记物主要是：组氨酸代谢(urocanic acid)、色氨酸代谢(picolinic acid、L-tryptophan)、苯丙氨酸代谢(hippuric acid)、脂肪酸代谢(valerylglycine)、三酸循环(citric acid)、肝脏糖代谢酶活性(D-glucuronicacid)、溶血磷脂lysoPCs代谢(lysoPC(20:2)、lysoPC(18:2)、lysoPC(15:0))、溶血磷脂lysoPEs代谢(lysoPE(20:4)、lysoPE(20:2)、lysoPE(18:2))、花生四烯酸代谢(arachidonic acid)、糖尿病并发肾脏损伤(creatinine、 indoxyl sulfate、2-phenylethanol glucuronide)及肝胆损伤(cholic acid、deoxycholic acid)等。(3)多糖组份治疗DM的作用途径及调节的潜在生物标记物主要是：组氨酸代谢(urocanic acid)、色氨酸代谢(picolinic acid)、苯丙氨酸代谢(hippuric acid)、三酸循环(citric acid)、肝脏糖代谢酶活性(D-glucuronic acid)、溶血磷脂lysoPCs代谢(lysoPC(20:2)、lysoPC(18:2)、lysoPC(16:0)、lysoPC(15:0))、溶血磷脂lysoPEs代谢(lysoPE(20:4)、lysoPE(20:2)、lysoPE(18:2))、鞘脂类代谢(sphinganine)、花生四烯酸代谢(arachidonic acid)、糖尿病并发肾脏损伤(indoxyl sulfate、2-phenylethanol glucuronide)等。综上所述，本研究确证了黄酮、皂苷、多糖组份均是胡芦巴降血糖活性物质，明确了同等剂量下3个组份的降糖效果，阐明了3个组份的降血糖作用机制及治疗DM的作用途径和调节的潜在生物标记物，并掌握了超滤质谱技术用于α-葡萄糖苷酶抑制剂筛选的研究方法。本论文研究成果，为深入开展胡芦巴的药效物质研究奠定了基础，同时也为胡芦巴降血糖新药开发提供理论依据。