1、（Biomedical Transformation），2023年6月，第4卷，第2期低脂饮食对糖尿病大鼠肠道菌群结构的影响张冉冉，郭晓霞*收稿日期：2023-05-15；修回日期：2023-06-05基金项目：全国中医药创新骨干人才培训专项项目（2021CXGG-04）；山西省自然科学基金项目（201801D21298）通信作者：郭晓霞（1976-），女，山西翼城人，主任医师，主要从事中医药防治代谢病的研究。E-mail：【摘要】目的 本研究旨在观察高脂饮食联合链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠糖脂代谢指标及肠道菌群结构的变化，以及低脂饮食对其干预的影响。方法 实验分别将普通饮食和高脂饮食喂养的大鼠
2、作为对照组和模型组，对其进行8W的低脂饮食干预。实验在开始前、后记录所有大鼠体重，取大鼠眼眶血检测糖脂代谢指标，留取大鼠粪便进行肠道微生物多样性检测。结果 实验组在低脂饮食干预后，体重、低密度脂蛋白胆固醇（Low Density Lipoprotein Cholesterol，LDL-C）下降明显，差异具有统计学意义（P0.05）。糖尿病大鼠中拟杆菌门、放线菌门升高，在低脂饮食控制后TM7及厚壁菌门/拟杆菌门比例显著升高。糖尿病大鼠的关键菌属为普雷沃菌属和拟杆菌属，在低脂饮食干预后，变为瘤胃球菌和梭菌属。低脂饮食干预的关键通路是脂多糖生物合成、糖胺聚糖降解、其他聚糖降解和鞘脂代谢。结论 低脂饮
3、食可显著降低糖尿病大鼠体重，改变肠道菌群结构。低脂饮食可能通过改变肠道脂肪代谢通路干预糖尿病的进展。【关键词】高脂饮食；糖尿病大鼠；低脂饮食；肠道菌群；代谢通路中图分类号：R459.3，R333.3文献标识码：A文章编号：2096-8965（2023）02-0078-10Effect of dietary intervention on intestinal florain diabetes mellitus ratsZhang Ranran,Guo Xiaoxia*(Shanxi Institute of Traditional Chinese Medicine,Taiyuan 030012
4、,Shanxi,China)【Abstract】Objective The aim of this study was to observe the changes of glucolipid metabolic indexes andintestinal flora structure in high-fat diet combined with streptozotocin-induced diabetic rats,and the effect of low-fat diet on their intervention.Methods The rats fed with normal d
5、iet and high-fat diet were used as the control andmodel groups,respectively,and were subjected to low-fat diet intervention for 8 weeks.Body weights of all ratswere recorded,orbital blood was taken from the rats to detect glucolipid metabolism indexes,and feces wereretained for the detection of inte
6、stinal microbial diversity before and after the start of the experiment.Results Inthe experimental group,weight and LDL-C decreased significantly after the low-fat diet intervention,and thedifference was statistically significant(P0.05).The phylum Bacteroidetes and Actinobacteria were elevated in di
7、abetic rats,andthe TM7 and Firmicutes/Bacteroidetes ratio were significantly higher after low-fat diet control.The key genera indiabetic rats were Prevotella and Bacteroides,but they changed to Ruminococc and Clostridium after the low-fatdiet intervention.The key pathways of low-fat diet interventio
8、n were lipopolysaccharide biosynthesis,glycosaminoglycan degradation,other glycan degradation,and sphingolipid metabolis.Conclusion Low-fat diet（山西省中医药研究院，山西 太原 030012）DOI：10.12287/j.issn.2096-8965.20230209 论著 78（Biomedical Transformation），2023年6月，第4卷，第2期significantly reduces body weight and alters
9、intestinal flora structure in diabetic rats.Low-fat diet may interferewith the progression of diabetes by altering intestinal lipid metabolic pathways.【Keywords】High-fat diet;Diabetic rats;Low-fat diet;Gut microbiota;Metabolic pathways2型糖尿病（Type 2 Diabetes Mellitus，T2DM）作为目前世界上最常见的代谢性疾病之一，在糖尿病患者总人数中
10、占比约90%1。据国际糖尿病联盟近期的报道，到2045年，世界范围内糖尿病患者将达到7.83亿2。众多研究证明，长期高脂饮食可以导致糖尿病发病率迅速上升，同时也导致了肥胖、心脑血管疾病等疾病的显著增加3，4，因此，合理的饮食结构对预防与调控糖尿病具有重要意义。有研究表明5，6，低脂饮食通过调整患者的饮食习惯及能量物质摄入的比例，使肠道菌群及其结构发生变化，从而达到机体肠道菌群的稳定和平衡，故而改善肠道微生物群对肥胖、糖尿病的发展至关重要7。本研究采用低脂饮食干预高脂饮食联合链脲佐菌素（Streptozotocin，STZ）诱导的糖尿病大鼠，观察其临床疗效及安全性，同时运用16SrDNA高通量测
11、序技术检测饮食限制前后粪便样本中肠道微生物的多样性，以期鉴定出饮食干预前后的关键差异菌群，探讨低脂饮食改善2型糖尿病糖脂代谢的机制。1材料与方法1.1 动物实验选取雄性SD大鼠24只，体质量为（20020）g，许可证号：SCXK（京）2019-0008，由北京华阜康生物科技股份有限公司提供。实验于山西省中医药研究院中心实验室进行。环境温度为22 h24 h，相对湿度50%65%，昼夜节律12 h/12 h。本实验获得山西省中医药研究院研究伦理委员会的批准（批件号：2018-06013），且严格按照实验动物管理和使用指南进行。1.2 饲料高脂饲料成分为碳水化合物（蔗糖、纤维素等）20%，蛋白质（
12、以酪蛋白为主）20%，脂肪（豆油、猪油等）60%，由北京华阜康生物科技股份有限公司提供。山西省中医药研究院中心实验室提供普通饲料，成分为碳水化合物（蔗糖、纤维素等）60%，蛋白质（以酪蛋白为主）20%，脂肪（豆油、猪油等）20%。所有饲料都经过照射灭菌处理，贮存于28冰箱保存，用时提前取出。1.3 方法1.3.1 T2DM模型复制大鼠自购入起适应性喂养1 w后，随机分为对照组（10只）和模型组（10只）。对照组普通饲料喂养，模型组喂养高脂饲料，连续喂养 8 w。8 w后夜间禁食不禁水12 h，T2DM模型组一次性腹腔注射1%STZ溶液30 mg/kg，对照组注射相同体积的无菌柠檬酸缓冲液。72
13、 h 后模型组大鼠 1 只死亡，其余模型组大鼠尾静脉取血测空腹血糖，2只空腹血糖16.7mmol/L的大鼠正式纳入实验组，其余1只被用于补充实验中出现失败的大鼠。1.3.2 实验方法从对照组随机选取6只大鼠和实验组6只大鼠作为研究对象，两组同时喂养普通饲料，连续8 w。所有大鼠实验开始前和实验结束后禁食12 h后称重，收集粪便标本35 g于密闭的粪便储存盒内并置于-80冰箱冷冻，并取眼眶血35 mL检测相应指标。1.4 血清学检测实验所需试剂盒由中生北控生物科技股份有限公司提供，由山西省中医药研究院中心实验室采用全自动血液生化学检测仪器（Olympus Au640）进行检测。包括空腹血糖（Fa
14、sting Blood Glucose，FBG）、餐后 2 h 血糖（2-hour Postprandial BloodGlucose，PBG）、丙 氨 酸 氨 基 转 移 酶（AlanineTransaminase,ALT）、天 门 冬 氨 酸 氨 基 转 移 酶（AspartateTransaminase，AST）、尿素氮（Ureanitrogen，BUN）、甘油三酯（Triglyceride，TG）、总胆固醇（Total Cholesterol，TC）、高密度脂蛋白胆固醇（High Density Liptein Cholesterol，HDL-C）、低密度 脂 蛋 白 胆 固 醇（Lo
15、w Density LipoproteinCholesterol，LDL-C）。1.5 肠道微生物多样性检测所有大鼠的粪便标本统一送至上海派森诺生物科技有限公司进行肠道微生物多样性检测。提取粪便样本总DNA，根据细菌16S rDNA V3-V4区设计引物进行扩增（F:ACTCC TACGGGAGGCAGCAR:GGACTACHVGGGTWTCTAA），利 用 IlluminaMiseq平台进行高通量测序，测序结果经过 Reads79（Biomedical Transformation），2023年6月，第4卷，第2期拼接，以 97%的相似性将序列聚类成为操作分类单元（Operational T
16、axonomic Units,OTUs）并进行物种注释8。应用 Microbiome Analyst 平台实现、多样性、物种组成、LEfse分析以及随机森林模型预测。利用云平台https:/.进行 UpSet 韦恩图分析及 Spearman 相关性分析和可视化。1.6 统计学分析采用 GraphPad Prism 9.0进行统计学分析。正态分布的计量资料，组间比较采用单因素方差分析。计数资料比较采用x2检验。非正态分布计量资料，组间比较采用Kruskal-WallisH检验。P0.05差异有统计学意义。2结果2.1 一般资料实验开始前实验组与对照组相比，体重、FBG、PBG、ALT、BUN、LDL-C 均 显 著 升 高（P0.05）。饮食控制8 w后，实验组较对照组体重明显降低，FBG、PBG、ALT升高明显，差异具有统计学意义（P0.05）。实验组在低脂饮食控制8 w后体重、LDL-C下降明显，与0 w时比较差异具有统计学意义（P0.05）。故低脂饮食可以降低T2DM大鼠的体重以及LDL-C水平。表1两组间一般资料的对比（-x s）指标体重（g）FBG（mmol/L）PBG（mmo
