肠道菌群被认为是人体的新“器官”,在宿主的新陈代谢和疾病的产生发展中发挥着重要作用。肠道菌群体外评价模型具有通量高、能够阐明不同因素影响等特点,具有光明的应用前景。然而当前的体外评价模型未对培养条件进行优化,也未表征其与粪便样品的差异,影响了其准确性。针对以上问题,本论文开展了以下的研究:首先构建了前驱糖尿病鼠肠道菌群的体外培养模型,以体外培养后的菌群与粪便菌群的相似度为评价依据,从YCFA、MPYG和GAM等培养基中筛选出培养效果最优的GAM培养基作为初始培养基,使用响应面优化方法对培养基进行优化,提高与粪便菌群的相似度。通过PB实验确定显著影响响应值的因子,最陡爬坡实验确定最优值的区间,Box-Behnken试验预测最优值,获得了最优培养基组成。培养条件是37℃,200 r/min厌氧培养24 h。优化后的培养条件培养的相似度为49.4%,较优化前提高了30.7%。随后,针对阿卡波糖和黄芩素联用体内能够增效、减毒阿卡波糖,但作用机制不明的问题,利用建立的模型,考察了阿卡波糖单用、黄芩素单用、二者联用以及其处理的淀粉水解物对肠道菌群的影响,并测定了产气量以及短链脂肪酸含量等和药物副作用以及药效相关指标。结果表明,阿卡波糖和阿卡波糖处理之后的水解产物显著增加了产气量,其中未水解的淀粉是阿卡波糖产生胃肠胀气的主要原因,且淀粉的含量越高,产气量也越高,而黄芩素可以显著降低产气量。除高剂量黄芩素外,阿卡波糖、低剂量黄芩素和淀粉水解产物均可显著增加短链脂肪酸的产量。肠道菌群的多样性分析表明,阿卡波糖和黄芩素单用及联用均可提高肠道菌群的多样性。阿卡波糖及其抑制淀粉水解的水解产物能够显著增加了Parabacteroides、Clostridiales、Dorea、Coprococcus、Enterobacter等产气菌的相对丰度,降低Lactobacillus、Bifidobacterium等产气负相关菌的相对丰度,增加产气量氢气的比例,产生腹胀、腹痛的副作用。而黄芩素则能够通过抑制产气菌的相对丰度,增加产气负相关的丰度,降低阿卡波糖的副作用。阿卡波糖与黄芩素及其淀粉水解物可以不同程度的增加Roseburia、Clostridium、Akkermanisia等短链脂肪酸产生相关菌的丰度。短链脂肪酸中的乙酸可以促进外周组织的发育,丙酸可以促进肝细胞的生长,丁酸对肠上皮组织的生长有促进作用,总的来说,短链脂肪酸可以促进肠道细胞的正常成熟和分化。除此之外,短链脂肪酸还可以为宿主提供能量,充当信号分子参与宿主的新陈代谢,减少炎症反应,提高胰岛素敏感性,进而改善糖尿病。本论文成功地构建了肠道菌群的体外培养模型,并阐明了阿卡波糖和黄芩素单用及联用调控肠道菌群降低胃肠胀气副作用、增加胰岛素敏感性的作用机制,将为利用肠道菌群体外模型评价通过调控肠道菌群发挥作用的食品、药品等的研究提供依据。