丝胶约占蚕丝质量的25-30%,是一种具有包裹保护作用的胶状高分子蛋白。它由家蚕Bombyx mori中部丝腺细胞分泌,相对分子质量在13 kDa-300 kDa均有分布,是由18种氨基酸组成的水溶性蛋白,具有抗紫外线、抗氧化、抗酪氨酸酶、抗肿瘤、促消化等多种生物学活性。在传统蚕桑生产与丝绸加工产业中,主要是利用丝素纤维,而外层丝胶通常会通过脱胶或精练等加工工艺被溶解在碱性溶液中,并随着这种脱胶废水被废弃。这造成了极大的天然蛋白资源浪费与环境污染。本文以氢氧化钙（Ca（OH）2）-超声脱胶方法制备的蚕丝脱胶溶液,通过酸中和与离心,去除沉淀物硫酸钙,可以获得丝胶肽及其水解物。本文分析了这种降解丝胶及其模拟代谢产物的理化特性与体外生物活性,调查了对高糖培养造成的小鼠正常肝细胞（Aml-12）的细胞活力与氧化应激损伤的保护作用,从生理生化、氧化应激、病理切片等方面研究了丝胶对由链脲佐菌素（STZ）诱导的Ⅱ型糖尿病大鼠的治疗作用,还从抗氧化酶、糖脂代谢、PI3K/AKT信号通路、AMPK/ACC信号通路等方面探讨了丝胶在糖尿病大鼠肝脏损伤的修复过程中的功能及作用机理。本文的研究内容主要涉及以下四个方面:1.本文采用绿色加工方法对白茧层进行脱胶处理,利用水煮超声法获得大分子丝胶（HS）和Ca（OH）2-超声法得到低分子丝胶（LS）。本试验调查了上述两种丝胶在模拟唾液、胃液与肠液（pH 6.8、2.0、7.4）中10h内的累积浓度,LS累积速度与累积量均高于HS,丝胶在模拟环境中的累积速度与累积量顺序为模拟胃液＞模拟唾液＞模拟肠液。二种丝胶的体外模拟降解的代谢物均分布在15 kDa以下。丝胶及其模拟代谢产物抑制糖苷酶活性试验表明,丝胶在1-10mg/mL浓度范围内与α-葡萄糖苷酶的抑制活性成正相关。HS和LS代谢产物IC50分别为1.02±0.12 mg/mL 和 0.91±0.15 mg/mL,较原 HS 和 LS 降低了 5～7 倍。另外,丝胶及其代谢产物的总抗氧化能力和羟自由基清除能力也明显提高。HS和LS的模拟代谢物IC50分别提高到0.898±0.12 mg/mL和0.695±0.12 mg/mL,较原HS和LS降低2～3倍。而HS和LS模拟代谢物的羟自由基清除率IC50值也分别也较二者提高近1倍。以上结果充分说明丝胶经过模拟代谢后其抗氧化和清除超氧自由基能力以及糖苷酶抑制活性均显著增强。2.通过高糖环境会造成小鼠正常肝细胞Aml-12氧化应激的试验,探究了二种丝胶对肝细胞细胞活力与氧化应激损伤的保护作用。结果发现在高糖环境下LS对Aml-12细胞活力的保护作用呈剂量效应,其效果胜于HS。LS组对Aml-12细胞内活性氧（ROS）水平的下调能力较HS组更为显著。高糖环境下二种丝胶对细胞炎症反应的影响也是不同的,LS丝胶对Aml-12细胞内TNF-α、IL-6、NF-κB水平的下调能力显著优于HS,且呈现良好的剂量效应。LS以120μg/mL和150μg/mL浓度与Aml-12细胞共孵育后,TNF-α水平分别为197.06±13.1 ng/mgprot和161.83±16.1 ng/mgprot,均低于正常水平。对IL-6和NF-κB水平的下调作用LS均强于HS。以上结果充分说明了丝胶能够有效降低高糖环境下细胞的氧化应激和炎症反应,消除对小鼠正常肝细胞Aml-12的损伤作用,且低分子丝胶的保护作用更强。3.为调查丝胶添食对STZ-诱导的Ⅱ型糖尿病大鼠（T2D大鼠）的降血糖作用,本试验共分为正常组、模型组、阳性对照组（PC）、低剂量组（LLS）、中剂量组（MLS）、高剂量组（HLS）,每日定量添食相应的饲料共持续四周。结果表明低、中高剂量组大鼠的体重较自身分别增长了 7.9%、11.5%和13.9%,呈剂量效应。添食四周后,三个丝胶低、中、高剂量组的大鼠血糖水平均都呈现下降趋势。与模型组相比,低、中、高剂量组分别下降了 46.9%、62.3%和67.1%;尤其中、高剂量组大鼠FBG几乎与正常组水平持平。糖耐量试验中,第90-120 min内,三个样品组的血糖值均显著降低,低于模型组大鼠（P＜0.05）,添食丝胶四周后其血清胰岛素含量较模型组显著下降。其中中、高剂量组血清胰岛素水平均降低了约35%,趋于正常胰岛素水平。胰岛素耐量（ISI）试验表明,低、中、高剂量丝胶组的ISI数值随浓度的升高而增大,其糖化血清蛋白水平也模型组分别降低了 0.1、0.2和0.3 mmol/mL,呈一定的剂量效应。添食丝胶四周后,三个剂量组的谷草转氨酶/谷丙转氨酶的比值均为2.5,仅为模型组比值的50%,其白蛋白水平也分别降低到与正常组相当;而总胆红素和碱性磷酸酶水平较模型组有显著降低。中、高剂量组大鼠总胆固醇水平均下降了 25%左右。三个剂量的丝胶组甘油三酯水平都较模型组大鼠分别下降了 27.3%、28%和34.7%,其中HLS组趋近正常组水平;它们的低密度脂蛋白水平都低于模型组;其乳酸脱氢酶和游离脂肪酸水平均较模型显著性降低（P＜0.01）。胰脏组织切片和胰岛素免疫荧光染色结果证明,添食三个剂量丝胶组的大鼠胰腺结构较完整,胰岛β细胞分布比较均匀,数量更加丰富,低分子丝胶对胰腺损伤有明显的修复作用。以上结果说明添食丝胶肽及其水解物能够有效降低血糖水平、胰岛素水平,提高血清肝功能酶,降低血脂水平,从而在T2D大鼠体内发挥降血糖作用。4为了探究丝胶对T2D大鼠肝脏损伤的修复作用,本文对各组大鼠进行肝脏生理生化指标和组织病理学检测,并调查了丝胶对T2D大鼠糖代谢、PI3K/AKT、AMPK/ACC信号通路和炎症反应的影响。添食丝胶四周后,各丝胶样品组肝脏脏器系数逐渐降低。8-羟基脱氧鸟苷水平显著下降（P＜0.01）,表现出剂量依赖效应。三个丝胶样品组肝糖原水平都有显著性升高,呈剂量正相关趋势。低剂量组肝糖原含量是模型组2倍,中、高剂量组也趋近正常大鼠水平,这说明丝胶的添食可能通过增加肝糖原的合成来下调Ⅱ型糖尿病大鼠的血糖水平。添食丝胶四周后,中、高剂量组大鼠谷胱甘肽过氧化物酶的活性分别增加了 53.8%和58.2%,几乎回升到正常大鼠水平;各丝胶样品组的丙二醛含量与丝胶浓度负相关,而低、中、高剂量组的总抗氧化能力分别是模型组的218%、221%和280%,均明显呈剂量效应。肝脏组织病理学检测结果发现三个丝胶组对肝脏组织的形态有一定的恢复,尤其是中、高剂量组的肝脏异常病理改善明显,肝脏细胞排列整齐,肝小叶结构完整,无明显的空泡和炎症浸润现象。添食丝胶通过激活受损的PI3K/AKT/AMPK通路,使得磷酸化失活,增加GS活性,下调G6pase和PCK水平,增强糖原合成和抑制糖异生作用;激活GLUT4转位,加速葡萄糖利用;激活的AMPK使与糖酵解有关的酶表达水平增加,加速糖酵解的发生;活化的AMPK还可以抑制ACC产生,从而抑制脂肪合成。另外,相关炎症因子NF-κB、IL-6和TNF-α的蛋白表达下降也说明减轻了体内的炎症反应。本文首次对普通白茧中获得的大分子和低分子丝胶的理化特性和体内外降血糖作用作了探索,并探讨了添食低分子丝胶对肝脏损伤修复的作用机理。通过氢氧化钙-超声脱胶法制备的低分子丝胶与高温超声法制备的大分子丝胶的比较试验,前者模拟代谢产物的α-葡萄糖苷酶抑制能力与抗氧化能力都有大大增强,它能够通过降低氧化应激和炎症反应来减轻高糖环境对小鼠正常肝细胞Aml-12的损伤。添食低分子丝胶四周可以通过促进Ⅱ型糖尿病大鼠机体的抗氧化能力、增强胰岛素敏感性和平衡糖酵解和糖异生作用,降低血糖水平,改善胰岛素抵抗,保护肝脏和降低胰腺损伤。本文结果对蚕丝资源特别是丝胶废弃物的可持续开发利用和降低环境污染具有重要的参考意义,并为糖尿病辅助治疗和降血糖功能食品的开发提供了新思路。