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姬松茸(Agaricus blazei Murrill)是一种食用兼药用的真菌,富含有多种营养物质,有着很高的食药用价值,能够提高免疫力、抑制肿瘤和抗糖尿病等功效。本研究以姬松茸为原料,采用响应面法获得姬松茸多酚的最佳提取条件,通过代谢组学和宏基因组学的手段,研究姬松茸多酚对链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)诱导的糖尿病大鼠的降血糖活性,并且探究其降血糖的作用机制。由此,为姬松茸在功能性食品的开发和作为糖尿病人的辅助膳食开辟新的思路与奠定理论基础。主要研究结果如下:1、以姬松茸为原料,利用乙醇浸提法获得姬松茸多酚,采用中心组合试验设计法结合响应面分析法优化提取条件,结果表明:经响应面优化后,最佳提取条件为:提取温度72℃、提取时间2.5 h、料液比1:20,此工艺条件下的姬松茸总酚含量为2.92 mg/g,接近预测值(3.03 mg/g)。通过评估1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH),2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS),羟自由基清除能力和还原力四个抗氧化指标,综合评估姬松茸多酚的抗氧化活性。研究结果表明:姬松茸多酚显示出对DPPH,ABTS和羟基自由基有清除能力,半抑制浓度分别为:440μg/m L、300μg/m L和2.84 mg/m L,同时具有较好的还原能力(浓度为1.25 mg/m L时,姬松茸多酚的还原力为1.49)。2、以α-葡萄糖苷酶抑制动力学模型和Hep G2细胞胰岛素抵抗模型相结合,评估姬松茸多酚体外调节葡萄糖消耗的效果。结果表明:姬松茸多酚具有抑制α-葡萄糖苷酶活性的作用。姬松茸乙醇提取物对α-葡萄糖苷酶的半抑制率为0.95 mg/m L,姬松茸乙酸乙酯提取物对α-葡萄糖苷酶的半抑制率为0.27 mg/m L,姬松茸乙酸乙酯提取物对α-葡萄糖苷酶的抑制效果强于姬松茸乙醇提取物。在作用浓度为200μg/m L时,姬松茸多酚对Hep G2细胞活力无显著的影响(P>0.05),并且能够显著提高胰岛素抵抗的Hep G2细胞的葡萄糖消耗量(P<0.05)。3、采用STZ诱导Sprague Dawley大鼠建立糖尿病大鼠模型,用于评估姬松茸多酚的体内降血糖活性。结果表明:糖尿病大鼠喂食姬松茸多酚(250 mg/kg和500 mg/kg),连续喂食28天后,能够降低糖尿病大鼠的空腹血糖水平(FBG)、血清胰岛素、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、糖化血红蛋白(Hb A1c)并且提高糖尿病大鼠的葡萄糖耐受能力。在降低血脂方面:姬松茸多酚能够有效降低糖尿病大鼠的谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、甘油三酯(TC)水平,胆固醇(TG)和丙二醛(MDA)含量。于此同时,姬松茸多酚处理能够提高糖尿病大鼠体内超氧化物歧化酶(SOD)、还原性谷胱甘肽(GSH)和过氧化氢酶(CAT)的活性,从而增强机体的抗氧化能力,改善糖尿病大鼠肝脏的脂质代谢紊乱。由组织病理学分析可知:姬松茸多酚能够改善糖尿病大鼠的肝细胞和胰腺的组织形态结构,减少胰腺组织中胰高血糖素的含量,促进胰腺中胰岛素的分泌,从而达到缓解糖尿病大鼠高血糖的症状。4、通过蛋白质免疫印迹和实时荧光定量PCR分析,探究了姬松茸多酚对PI3K和AMPK信号通路上关键靶因子的调控机制。结果表明:姬松茸多酚能够上调Akt、AMPK、IRS1、PI3K、GK和GLUT4的基因表达,下调GSK3β、G6Pase和JNK1/2的基因表达;上调Akt、p-Akt、GS和PI3K蛋白表达,下调GSK3β蛋白表达。由此可知,姬松茸多酚可以通过调控PI3K和AMPK信号通路达到降血糖的作用。5、取大鼠的盲肠内容物样本,借助高通量测序技术,研究姬松茸多酚对STZ诱导的糖尿病大鼠肠道菌群的影响。结果表明:厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、螺旋体门(Spirochaetes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和柔膜菌门(Tenericutes)是各组大鼠的优势菌群。姬松茸多酚处理组的糖尿病大鼠肠道内的厚壁菌门(Firmicutes)丰度减少,而拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度开始增加。可见,姬松茸多酚可以调节糖尿病大鼠肠道菌群的丰度,增加肠道菌群的多样性,从而调节体内代谢。6、为了进一步探究姬松茸多酚降血糖活性的作用机理,应用UPLC-MS代谢组学分析平台对健康大鼠,糖尿病大鼠和姬松茸多酚处理组的大鼠肝脏样本进行代谢组学分析。结果表明:经姬松茸多酚处理后,能够上调糖尿病大鼠氧化磷酸化代谢通路中的NAD含量,由此增加机体的能量代谢;并且上调糖代谢通路中的3种化合物(cis-Aconitate、Glyceraldehyde-3P和2-Hydroxy-ethyl-Th PP)含量。由代谢通路分析可知:姬松茸多酚处理后主要干扰糖酵解,磷酸戊糖途径、三羧酸循环和氧化磷酸化,由此加快糖类的分解代谢。可见,姬松茸多酚能够有效干预肝脏的糖代谢途径和氧化磷酸化作用,从而达到降低血糖的目的。综上所述,本研究证实了姬松茸多酚具有降血糖的作用,其潜在作用机理如下:(1)上调Akt、AMPK、IRS1、PI3K、GK和GLUT4的基因表达,下调GSK3β、G6Pase和JNK1/2的基因表达;上调Akt、p-Akt、GS和PI3K蛋白表达,下调GSK3β蛋白表达;(2)增加糖尿病大鼠肠道菌群的丰度,稳定肠道菌群的动态平衡;(3)以糖酵解为联接,磷酸戊糖途径,三羧酸循环和氧化磷酸化等代谢过程受到明显的干扰(P<0.05);(4)改善氧化/抗氧化平衡、促进糖原合成、激活PI3K和AMPK通路。