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目的:使用代谢组学分析技术,分析高脂饮食诱导大鼠产生胰岛素抵抗的代谢机制和葛根芩连汤对糖尿病前期胰岛素抵抗大鼠的血清代谢组的影响,试图阐明高脂饲料与肥胖型胰岛素抵抗之间的关系与不同剂量葛根芩连汤干预胰岛素抵抗,预防2型糖尿病的可能机制。方法:采用60%高脂饲料诱导SD大鼠造成胰岛素抵抗(IR)模型,造模成功后,采集所有大鼠血清样本储存于-80℃,并将IR组大鼠按体重随机分为模型组、葛根芩连汤高、中、低剂量组,继续给予高脂饲料喂养,另外模型组每日给予生理盐水灌胃,葛根芩连汤(GQD)以生药浓度为14.85,4.85,1.65g/kg灌胃,按10ml/kg灌胃。GQD共给药十六周,每四周收集大鼠血清样本,给药期间共采集四次,实验终点利用超高效液相色谱-四级杆飞行时间串联质谱(UHPLC/Q-TOF-MS)联用技术,采集高脂饲料喂养十二周(造模终点)及给药期间大鼠血清样品的代谢图谱信息,利用Mass Profiler Professional(MPP)、Graphpad prism7.0软件结合METLIN生物学数据库与人体代谢物数据库HMDB对内源性小分析差异代谢物进行分析鉴定。根据终点药效指标结果,对中低剂量给药组给药期间代谢组进行时序分析,以探讨高脂饮食诱导胰岛素抵抗的相关机制和GQD干预胰岛素抵抗以及预防糖尿病作用的代谢机制。结果:1.高脂饲料喂养十二周后,与正常组相比,IR组IR指数显著升高(P<0.05),血糖无差异。IR组与正常组大鼠在正负离子模式下的血浆代谢组变化如下,包括L-Kynurenine、O-Arachidonoyl、α-Hydroxybutyric acid、Succinic acid显著上调(P<0.05),Indole-3-propionic acid、Eicosapentaenoic acid、6,9,12,15,18,21-Tetracosahexaenoic acid显著下调(P<0.05)。潜在生物标记主要参与丙酸酯代谢,丁酸酯代谢,三羧酸循环,不饱和脂肪酸合成,色氨酸循环和丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢。2.给药十六周后,与正常组相比,IR组IR指数升高,空腹血糖水平升高,差异均具有统计学意义(P<0.01,P<0.05);与IR组相比,GQD-L组与GQD-M组IR指数降低,具有统计学意义(P<0.05),GQD-H组无差异,GQD-L组空腹血糖水平降低,具有统计学意义(P<0.01),而GQD-M组与GQD-H组血糖无差异。低剂量组给药期间血清代谢组分析结果:给药四周时,鉴定得到Deoxycytidine、2-Methyl-3-ketovaleric acid、Xanthosine和6,9,12,15,18,21-Tetracosahexaenoic acid,共4个潜在生物标志物,给药八周时,γ-Glutamylleucine、2-Methyl-3-ketovaleric acid、LPC和LPE等6个生物标志物,给药十二周时得到Leucylproline、LPC,给药终点得到Hippuric acid、12-Ketodeoxycholic acid、3-Oxo-4,6-choladienoic acid和LPC共4个生物标志物,葛根芩连汤分别对其有不同程度的回调作用,主要涉及氨基酸代谢、磷脂代谢、胆汁酸代谢等代谢途径。3.葛根芩连汤中剂量组在给药期间血清代谢组分析结果:给药四周得到3个生物标志物,分别是2-Methyl-3-ketovaleric acid、Deoxycytidine和Xanthosine;给药八周得到7个,分别是6,9,12,15,18,21-Tetracosahexaenoic acid、LPE、Sphinganine等;给药十二周得到4个,分别是2-Hydroxybutyric acid、2-Methyl-3-ketovaleric acid、Deoxycytidine和LPC;给药终点得到5个,分别为Palmitoleic acid、10E,12Z-Octadecadienoic acid、Docosahexaenoic acid、alpha-Linolenic acid和Indole-3-propionic acid,其中葛根芩连汤使脂肪酸类物质有明显回调作用。主要涉及不饱和脂肪酸合成和磷脂代谢等代谢途径。结论:1.通过数据分析鉴定,IR组血清代谢组与正常组相比,共鉴定得到7种代谢差异物,其中涉及氨基酸代谢、有机酸代谢和不饱脂肪酸生物合成等代谢途径,这些代谢途径与炎症、氧化应激、肠道菌群等关系密切,提示长期高脂饮食或是通过影响肠道菌群和诱导慢性炎症进一步导致血糖紊乱胰岛素敏感性降低最终发展成为胰岛素抵抗和2型糖尿病。2.分析鉴定研究表明,GQD-L给药有着较好的干预胰岛素抵抗,预防糖尿病作用,相关作用机制可能是通过干预炎症反应,调节肠道菌群,改善胆汁酸代谢等发挥治疗预防作用。3.GQD-M能够改善大鼠胰岛素抵抗情况,其作用机制与脂肪酸的生物合成、磷脂代谢、调节体内炎症反应及氧化应激反应相关。4.通过对比两个给药剂量的血清代谢组结果,两组区别主要集中在氨基酸类物质以及与肠道菌群相关物质,提示两种剂量发挥不同药效的关键点或是在于对氨基酸类物质的调节作用以及对肠道菌群的影响。