随着肥胖及糖尿病的全球大流行,糖脂代谢紊乱作为代谢性疾病的典型特征已成为威胁人类健康的首要因素。长期的糖脂代谢紊乱不仅会引起胰岛素抵抗,导致肠道菌群失调,还会损伤中枢神经系统进而造成认知行为障碍。但是目前针对糖脂代谢紊乱诱导的认知功能障碍尚无高效、天然、安全的治疗药物且其发病机制也尚未得到完全阐明。近年来,多项研究已证实根皮苷作为营养干预成分可预防和缓解糖脂代谢紊乱已得到了。但是认知功能障碍作为糖脂代谢紊乱的重要并发症,根皮苷对其作用机制尚不完全清楚。在此背景下,本研究选取根皮苷为研究对象,通过高脂高糖饮食建立糖脂代谢紊乱模型,研究膳食补充根皮苷对糖脂代谢紊乱及认知功能障碍的影响,并从大脑转录及肠道菌群层面揭示根皮苷改善认知功能障碍的潜在机制。主要研究内容与结果如下:（1）采用14周高脂高糖饮食（High-fat and high-fructose diet,HFFD）诱导C57BL/6J小鼠建立糖脂代谢紊乱模型,探究膳食补充根皮苷对小鼠机体肥胖以及葡萄糖稳态的影响。结果显示,膳食补充根皮苷能够显著改善HFFD引起的糖脂代谢紊乱,抑制了小鼠的体重增加,同时改善了胰岛素抵抗及系统性炎症反应。（2）通过动物行为学实验、神经病理切片以及转录组学分析,我们发现膳食补充根皮苷有效缓解了小鼠的空间学习和记忆障碍,改善了海马体神经元损伤及突触可塑性,抑制了神经炎症发生,并且通过恢复突触功能及神经发生相关信号通路进而纠正了HFFD小鼠脑基因表达的紊乱。（3）对小鼠肠道内容物进行16S r DNA分析并对血浆非靶代谢组学分析以探究肠道微生物及微生物代谢物对根皮苷改善认知功能障碍的影响,最后通过组学联合分析研究“微生物-肠-脑”交流机制在根皮苷改善认知功能方面的潜在机制。结果显示,膳食补充根皮苷提高了小鼠肠道菌群α多样性、群落丰度和系统发育多样性,在门水平上根皮苷处理降低了厚壁菌门相对丰度,并且提高了拟杆菌门相对丰度。在属水平上,根皮苷显著增加了产短链脂肪酸相关菌属丰度,并且还提高了乙酸、丙酸、丁酸和异丁酸的水平。血浆样本分析表明,膳食补充根皮苷通过调节能量代谢进而改善小鼠的大脑神经功能,主要表现为根皮苷改善了与认知功能有关的膜转运、碳水代谢和氨基酸相关信号通路。最后,通过微生物代谢物建立了肠道微生物与认知障碍之间的联系,证明了根皮苷改善认知功能相关的潜在机制为肠道微生物以及微生物代谢物组分的改变,并且发现了可能作为治疗靶点的关键因子包括羟基丁酸、Anaeroplasma、Eubacterium＿coprostanoligenes＿group,以及多个神经递质受体相关基因。综上,本文发现膳食补充根皮苷能够通过影响肠道微生物及其代谢物组成和减轻HFFD诱导的突触传递障碍和神经炎症进而最终改善脑部突触可塑性以及认知功能,“微生物-肠-脑”交流机制是根皮苷发挥神经保护功能的关键途径。本文系统地研究了根皮苷改善糖脂代谢紊乱诱导认知功能障碍的潜在机制,为根皮苷作为主要功能成分的营养食品开发提供了理论基础,同时为研究其他生物活性物质是否具有类似的神经保护功能提供了新的研究思路。