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目的研究菊粉(Inulin,INU)通过肠道微生物群对2型糖尿病(T2DM)小鼠db/db及其周围神经病变的作用与相关机制。方法1.采用4周龄的雌性db/db小鼠作为T2DM模型,共30只。实验分为3组:正常对照组(control组)、糖尿病期组(DM组)、菊粉干预糖尿病期组(INU/DM组)。在db/db小鼠适应环境一周后于第6周龄监测空腹血糖,行3次糖耐量试验,连续3次测空腹血糖≥11.1mmol/l为糖尿病期组(DM组,n=30),从DM组随机取出15只作为菊粉干预糖尿病期(INU/DM组)。采用15只4周龄的雌性C57BL/6J小鼠为正常对照组(control组)。菊粉干预组每日每只小鼠按5%(wt/wt)连续菊粉灌胃6周;模型组和空白对照组每日给予等量的生理盐水灌胃6周。2.在菊粉干预期间,定期监测各组小鼠体重和血糖水平;并分别用von Frey纤维丝测痛仪和热辐射试验监测各组小鼠痛觉阈值潜伏期的变化。3.在菊粉治疗6周后处死小鼠,检测相应指标来评价菊粉干预2型糖尿病及周围神经病变的效果,同时分析可能的机制,具体检测指标包括:首先,采用小鼠糖化血红蛋白(GHb)酶联免疫分析(ELISA)法检测各组小鼠GHb;AU400自动生化分析仪测定各组小鼠血清甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)的水平。其次,用鲎试剂定量法测定各组小鼠血浆脂多糖(LPS)的水平;用流式细胞小球微阵列术(CBA)检测各组小鼠血浆炎症因子白介素IL-6、IL-17A、IL-10及肿瘤坏死因子TNF-α的浓度变化。再次,选用16SV3+V4区域扩增子测序分析各组小鼠肠道微生物群的组成及多样性。最后,通过BL-420S生物机能实验系统检测各组小鼠坐骨神经的电生理变化,评估其周围神经的功能;分别用透射电镜和HE染色观察各组小鼠坐骨神经组织病理学变化;并进一步通过western blot检测各组小鼠坐骨神经中MBP蛋白、P0蛋白的表达情况。结果1.菊粉干预6周后显著降低T2DM小鼠的血糖、体重、糖化血红蛋白、血脂、血浆LPS、IL-6、TNF-α及IL-17A水平(P<0.05)。IL-10水平则在各组间无统计学差异(P>0.05)。2.肠道微生物群的测序分析显示,与正常对照组相比,DM组中无壁菌(P<0.01)和黏螺菌(P<0.05)的相对丰度增加,拟杆菌和普氏菌的相对丰度减少(P<0.05);同时,与DM组相比,菊粉干预DM组(INIU/DM组)的蓝藻菌和拟杆菌的相对丰度增加(P<0.05),而脱铁杆菌、无壁菌和反刍螺菌6的相对丰度则减少(P<0.05)。差异肠道微生物群与炎症因子的相关性分析显示,蓝藻菌和拟杆菌与IL-10呈正相关;脱铁杆菌、无壁菌和反刍螺菌6分别与IL-6、TNF-α和IL-17A密切正相关。此外,反刍螺菌6与LPS呈正相关。3.菊粉干预能有效缓解T2DM小鼠坐骨神经病理损伤、脱髓鞘和轴突变性。与对照组相比,DM组小鼠的机械刺痛缩足反射阈值、热辐射缩足反射潜伏期、感觉神经传导速度以及感觉神经动作电位振幅明显下降,坐骨神经超微结构和组织病理学表现均呈现有髓纤维板层结构紊乱、空泡水肿及轴索变性。同时,western blot结果表明,坐骨神经中髓鞘碱性蛋白(MBP)和髓磷脂蛋白(P0)的表达明显降低,以上结果均提示T2DM小鼠存在严重的坐骨神经损伤。而与DM组相比,菊粉干预后INIU/DM组小鼠的上述指标均有显著改善(P<0.05)。结论:菊粉通过抑制炎症和调节肠道微生物群改善2型糖尿病及其周围神经病变。