【摘 要】
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糖尿病是一种以慢性高血糖症为主要特征的代谢性疾病。近年来,其患病率和死亡率正在逐年上升。然而,常用的降糖药虽能在短时间内控制血糖,但存在酮症酸中毒、低血糖、胃肠道反应、心力衰竭等副作用。因此,从食源性天然动植物资源中开发成本低、安全性高的生物活性成分用于糖尿病及其并发症的预防和治疗尤为重要。羊栖菜是一种可食用的经济海藻,广泛分布于我国的东南沿海,并已在浙江沿海实现大规模的栽培。多糖是羊栖菜的主要活
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（2017YFD0400200）
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糖尿病是一种以慢性高血糖症为主要特征的代谢性疾病。近年来,其患病率和死亡率正在逐年上升。然而,常用的降糖药虽能在短时间内控制血糖,但存在酮症酸中毒、低血糖、胃肠道反应、心力衰竭等副作用。因此,从食源性天然动植物资源中开发成本低、安全性高的生物活性成分用于糖尿病及其并发症的预防和治疗尤为重要。羊栖菜是一种可食用的经济海藻,广泛分布于我国的东南沿海,并已在浙江沿海实现大规模的栽培。多糖是羊栖菜的主要活性成分,具有抗肿瘤、增强免疫力、抗氧化、抗衰老、降血糖等生物活性。课题组前期研究对比了不同提取方法对羊栖菜多糖的提取得率和α-葡萄糖苷酶抑制活性的影响,结果发现酶解-超声辅助热水制备的羊栖菜多糖具有最高的提取得率和α-葡萄糖苷酶抑制活性。因此,本文采用酶解-超声辅助热水法制备羊栖菜多糖（SFP）,并通过超滤技术分离得到两种羊栖菜多糖组分SFP-1（分子量10 k Da）,研究了其化学组成、结构特性和降血糖活性;并以高糖高脂饮食和链脲佐菌素（STZ）联合诱导的2型糖尿病（T2DM）大鼠为模型,在动物水平上探究了羊栖菜多糖的抗糖尿病功效及其潜在机制。研究结果将为利用羊栖菜多糖开发新型辅助降血糖功能性食品提供理论指导。主要研究内容及结论如下:（1）对比了SFP、SFP-1和SFP-2的化学组成、分子结构以及降血糖活性。结果表明:SFP-2的总糖和糖醛酸含量最高,分别为83.51±4.39%和37.99±0.95%;SFP-1的硫酸基含量最高,为9.57±0.69%;SFP、SFP-1和SFP-2的总酚和总蛋白含量均低于1%;SFP、SFP-1和SFP-2均由岩藻糖、甘露糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖和葡萄糖醛酸组成,但其摩尔百分比不同;降血糖活性的研究结果表明SFP、SFP-1和SFP-2均能延缓葡萄糖的透析,降低淀粉负荷大鼠的餐后血糖值,且SFP-2对大鼠餐后血糖波动的调控作用强于SFP和SFP-1。（2）基于高糖高脂饮食和STZ联合诱导的T2DM大鼠模型,研究了羊栖菜多糖对T2DM大鼠糖尿病症状的改善作用及肠道菌群的调节作用。结果表明:SFP、SFP-1和SFP-2干预均可以改善T2DM大鼠体重减轻症状,降低空腹血糖值、胰岛素抵抗指数以及血脂水平,提高葡萄糖耐受能力和肝糖原储存量,减轻肝肾损伤,且SFP和SFP-2组大鼠的空腹血糖值显著低于SFP-1组,SFP-2组大鼠的胰岛素抵抗指数显著低于SFP-1组;此外,SFP-2组大鼠的肝糖原储存量显著高于SFP和SFP-1组,而血脂水平显著低于SFP和SFP-1组;16S r RNA基因测序的结果表明,SFP、SFP-1和SFP-2长时间干预均能有效地改变T2DM大鼠的肠道菌群组成;在门水平上,SFP、SFP-1和SFP-2干预均能提高Firmicute和Bacteroidetes的相对丰度,降低Proteobacteria的相对丰度;在属水平上,SFP、SFP-1和SFP-2干预均能降低Escherichia-Shigella的相对丰度,升高Muribaculaceae＿norank、Lachnospiraceae、Ruminococcus＿1、Romboutsia等的相对丰度;此外,SFP-2干预显著提高了Lactobacillus、Akkermansia和Faecalibaculum的相对丰度,即SFP-2对部分有益菌的调节作用优于SFP和SFP-1。（3）通过RT-qPCR技术研究了羊栖菜多糖改善大鼠糖尿病的分子机制。结果表明:SFP、SFP-1和SFP-2干预均可以激活胰岛素信号转导相关基因IRS-1、IRS-2、Akt的表达,抑制GSK-3β表达,且SFP-2对GSK-3β的调节作用优于SFP和SFP-1;此外,SFP-2还可以显著提高Ins R的表达水平,SFP和SFP-2可以显著提高PI3K和GLUT2的表达水平,即SFP-2可以激活Ins R/IRS/PI3K/Akt信号通路,进而促进GLUT2表达,抑制GSK-3β表达,最终促进肝糖原合成;SFP和SFP-2干预可以抑制PEPCK和G-6-Pase表达;此外,SFP-1和SFP-2干预可以不同程度地抑制SREBP-1c和ACC表达,且SFP-2对SREBP-1c的调节作用优于SFP-1。
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