小米起源于我国的黄河流域,是中华民族的哺育作物,有关小米降血糖的说法最早见于明朝李时珍的《本草纲目》。本研究联合应用传统营养学知识、临床营养学方法以及肠道菌群、转录组学等手段,全面评价了小米膳食干预改善血糖代谢的功能并分析了其内在机理。首先全面比较了小米生粉与小米挤压粉理化性质和营养品质的差异,并开发了 3种纯小米主食类制品,然后以此为基础,测定了小米粉及其制品的体外淀粉消化特性和体内血糖生成指数,结果表明小米粉的消化速率显著低于小麦粉,但脱蛋白和加热处理均可显著提高小米粉的快消化淀粉含量。不同加工方式可以显著影响小米淀粉的消化特性,食物血糖生成指数与快消化淀粉含量、糊化度以及预估血糖指数均显著正相关。不同纯小米制品的血糖生成指数从大到小依次为小米粥（93.6±11.3）>小米馒头（89.6±8.8）>3:1小米饼（添加25%小米挤压粉,83.0±9.6）>1:0小米饼（不添加挤压粉,76.2±10.7）>小米饭（64.4±8.5）。考虑到后期临床营养干预的可操作性和人群可接受度,对3种纯小米主食类制品分别在-18℃和-40℃条件下,冻藏28天期间的体外淀粉消化特性进行探究,结果发现纯小米制品的淀粉体外消化速率仅在第1周内波动较大。为了明确长期进食小米是否具有持续良好的降血糖功效,探究了小米生粉和小米挤压粉对高脂膳食联合链脲佐菌素诱导糖尿病大鼠血糖代谢状况的影响。结果表明,小米生粉和小米挤压粉干预均能够显著降低糖尿病大鼠的空腹血糖和糖耐量,并且其效果与临床首选降糖药物——二甲双胍类似。但胰腺组织病理学特征及胰岛免疫荧光结果提示,小米生粉和小米挤压粉干预可能不能直接促进受损胰岛β-细胞的修复或再生。目前还没有任何一种动物模型能够完全复制人类疾病的全部特征,所有结论最终都必须在人体上得到验证方为有效。因此本研究以糖耐量减低（IGT）患者为干预对象,进行为期12周的小米膳食干预。结果发现,在膳食营养素摄入、体力活动水平及其他生活习惯均保持不变的情况下,每天-50 g小米膳食可以显著降低IGT患者的空腹血糖（5.74±0.12 vs 5.30±0.09）、糖耐量后2 h血糖（10.21±0.33 vs 9.36±0.28）、胰岛素抵抗指数（4.16±0.33 vs 3.34±0.25）和肥胖程度,显著提高瘦素水平,并可减轻机体炎症状态。此外,每天50 g小米膳食可以显著提高IGT患者肠道菌群的物种丰富度,显著提高肠道内柔内梭菌属的相对丰度（14.42±1.37%vs 19.99±1.25%）。在明确小米饲料干预改善糖尿病大鼠血糖代谢的基础之上,以临床营养干预研究中所用同比例小米馒头粉为原料,分别从肠道菌群和转录组学两个层面,进一步深入分析小米发挥降血糖功效的内在机理。结果发现:小米饲料干预可能通过增加糖尿病大鼠肠道内乳酸杆菌和瘤胃球菌属的相对丰度,降低Blautia、Allobaculum和毛螺菌科细菌的相对丰度来逆转二型糖尿病对大鼠肠道菌群的影响,进而发挥降血糖的效果。类似地,4周小米饲料干预可以显著逆转糖尿病大鼠的肝脏基因转录表达趋势。具体而言,一方面小米饲料干预可以通过胰岛素刺激下的PI3K/AKT信号转导通路促进糖酵解、抑制糖异生、修复糖尿病大鼠受损的脂肪酸合成功能来改善血糖代谢。另一方面,小米饲料干预还能够通过抑制NF-κB信号通路的激活来降低糖尿病大鼠炎症因子的表达,进一步刺激胰岛素信号通路的活化并最终实现改善血糖代谢的目的。