基于腸道菌群及其代謝產物SCFA探討左歸降糖通脈方對2型糖尿病大鼠糖脂代謝的影響

〔摘要〕 目的 基于腸道菌群及代謝產物短鏈脂肪酸（short-chain fatty acid， SCFA）探討左歸降糖通脈方（Zuogui Jiangtang Tongmai formula， ZJTF）干預2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus， T2DM）的可能機制。方法 取12 只SD大鼠為空白（Control）組，喂食普通飼料；48只大鼠為造模組，以高脂飼料聯合鏈脲佐菌素（streptozocin， STZ）制備T2DM模型。造模成功后隨機分為模型（DM）組、ZJTF低劑量（ZJTF.L，12 g·kg-1）組、ZJTF高劑量（ZJTF.H，24 g·kg-1）組、二甲雙胍150 mg·kg-1+阿托伐他汀10 mg·kg-1（M.A）組，藥物干預4 周。監測大鼠精神狀態、體質量與隨機血糖；ELISA檢測血清胰島素（insulin， INS）、糖化血紅蛋白（glycosylated hemoglobin， HbA1c）、炎癥因子的水平；生化分析法檢測血脂常規含量；HE染色觀察結腸病理改變；16SrRNA觀察腸道菌群結構；GC-MS檢測血清SCFA水平。結果 與Control組比較，DM組出現多飲、多食、多尿、體質量減輕等癥狀；血糖、INS、HbA1c明顯上升（Plt;0.01）；總膽固醇（total cholesterol， TC）、甘油三酯（triglyceride， TG）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol， LDL-C）水平升高，高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol， HDL-C）明顯降低（Plt;0.01）；白細胞介素-1β（interleukin-1 β，IL-1β）、白細胞介素-6（interleukin-6， IL-6）及腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α， TNF-α）水平均明顯升高（Plt;0.01）；結腸固有層出現部分中斷和消失，細胞腫脹、絨毛紊亂。DM組厚壁菌門和變形菌門、腸桿菌科、埃希菌-志賀菌屬的相對豐度增加；血清乙酸、丁酸含量下降（Plt;0.05，Plt;0.01）。與DM組比較，ZJTF組血糖、INS、HbAlc均明顯降低（Plt;0.05，Plt;0.01）；TC、TG、LDL-C明顯降低，HDL-C明顯升高（Plt;0.01）；IL-1β、IL-6及TNF-α水平明顯降低（Plt;0.01）；結腸細胞腫脹及炎性浸潤緩解；擬桿菌門和疣微菌門、乳酸菌科、阿克曼菌屬豐度增加；血清丁酸、乙酸含量升高（Plt;0.05，Plt;0.01）。結論 左歸降糖通脈方可能通過調節腸道菌群和SCFAs水平起到降血糖、穩血脂、減輕炎癥反應的作用。

〔關鍵詞〕 左歸降糖通脈方；2型糖尿病；腸道菌群；短鏈脂肪酸；糖脂代謝

〔中圖分類號〕R285.5" " " " "〔文獻標志碼〕A" " " " " 〔文章編號〕doi：10.3969/j.issn.1674-070X.2024.03.004

Effects of Zuogui Jiangtang Tongmai Formula on glucolipid metabolism in type 2 diabetic rats based on intestinal flora and its metabolite SCFA

PENG Lanyu， LI Dingxiang， YAO Jingxin， LUO Zheng， DENG Yihui*

Hunan University of Chinese Medicine， Changsha， Hunan 410208， China

〔Abstract〕 Objective To investigate the possible mechanism of Zuogui Jiangtang Tongmai Formula （ZGJTTMF） in the intervention of type 2 diabetes mellitus （T2DM） based on intestinal flora and short-chain fatty acid （SCFA） of the metabolites. Methods Twelve SD rats were selected as control group and fed with ordinary diet. Forty-eight rats were used as the modeling group， and a T2DM model was prepared by combining high-fat diet with streptozocin （STZ）. After successful modeling， they were randomized into model （DM） group， low-dose （ZGJTTMF.L， 12 g·kg-1） and high-dose （ZGJTTMF.H， 24 g·kg-1） ZGJTTMF groups， and metformin 150 mg·kg-1+ atorvastatin 10 mg·kg-1 （M.A） group. Drug intervention lasted for 4 weeks. Mental state， body mass， and random blood glucose of rats were monitored. The levels of serum insulin （INS）， glycosylated hemoglobin （HbAlc）， and inflammatory factors were measured by ELISA. The routine content of blood lipid was determined by biochemical analysis. HE staining was used to observe the pathological changes of colon. The intestinal flora structure was observed by 16SrRNA. Serum SCFA levels were examined by GC-MS. Results Compared with control group， DM group showed symptoms such as polydipsia， polyphagia， polyuria， and decreased body mass. In addition， blood glucose， INS， and HbAlc significantly increased （Plt;0.01）. Moreover， the levels of total cholesterol （TC）， triglyceride （TG）， and low density lipoprotein cholesterol （LDL-C） increased， while high density lipoprotein cholesterol （HDL-C） significantly decreased （Plt;0.01）. Besides， the levels of interleukin-1 β （IL-1β）， interleukin-6 （IL-6）， and tumor necrosis factor-α （TNF-α） significantly increased （Plt;0.01）. The lamina propria of the colon shows partial interruption and loss， with swelling cells and disordered villi. The relative abundance of Firmicutes and Proteobacteria， Enterobacteriaceae， and Escherichia Shigella increased in the DM group. In addition， the content of acetic acid and butyric acid in serum decreased （Plt;0.05， Plt;0.01）. Compared with DM group， blood glucose， INS， and HbAlc in ZGJTTMF group significantly decreased （Plt;0.01）. TC， TG， LDL-C also significantly decreased， while HDL-C significantly increased （Plt;0.01）. The levels of IL-1β， IL-6， and TNF-α significantly decreased （Plt;0.01）. Besides， colon cell swelling and inflammatory infiltration were relieved. The abundance of Bacteroidetes， Verrucobacteria， Lactobacillaceae， and Akkermansia increased. The content of butyric acid and acetic acid in serum increased （Plt;0.05， Plt;0.01）. Conclusion ZGJTTMF may play a role in lowering blood glucose， stabilizing blood lipid， and alleviating inflammation by regulating intestinal flora and SCFA levels.

〔Keywords〕 Zuogui Jiangtang Tongmai Formula; type 2 diabetes; intestinal flora; short-chain fatty acid; glucolipid metabolism

糖尿病歸屬于中醫學“消渴”范疇，其基本病機為“陰虛燥熱，氣虛血瘀”，病位上與脾（胃）、肺、腎相關[1]。在藏象理論體系中，腸道屬于脾胃的廣義范疇，而中醫學的脾胃功能又與腸道菌群及其代謝息息相關[2]。腸道的微生物群數以萬億計、種類繁多，其作為連接外環境與機體內環境的橋梁，在健康與疾病中發揮至關重要的作用。脾為“后天之本”，主化氣生血，為氣機升降出入之樞紐。脾主升清，胃主降濁，協同運化水谷精微，供養機體。現代人生活節奏較快，飲食模式改變，多喜食肥甘厚味，加之缺乏運動，導致脾運化轉輸失司，中焦壅塞，氣血、津液難以輸布，腸道菌群無以滋養，結構紊亂，益生菌減少而條件致病菌增多[3-4]。腸道穩態失調可導致過多的氧自由基、炎癥因子釋放，腸道通透性增加，腸道屏障功能破壞，菌群產生的內毒素、有害代謝物移位進入循環系統，誘導慢性代謝炎癥的形成，影響肝臟的糖脂代謝及胰島素抵抗，加速糖尿病的發展[5-6]。

基于消渴的病因病機，課題組探索出具有滋陰益氣、活血化瘀功效的左歸降糖通脈方（Zuogui Jiangtang Tongmai Formula， ZJTF）。ZJTF由熟地黃、枸杞子、山茱萸、黃芪、黃連、地龍、丹參、川芎、水蛭和石菖蒲組成。方以熟地黃為君，滋肝腎之陰；黃芪為臣，補氣助血運行；枸杞子、山茱萸滋補腎陰、地龍通經絡，與血中氣藥川芎、活血祛瘀之丹參、逐瘀通經之水蛭為伍，發揮活血化瘀之效，佐以石菖蒲化痰開竅，黃連清熱解毒。諸藥合用，共奏滋陰益氣、活血化瘀之功。課題組前期臨床觀察證實，ZJTF降血糖肯定療效[7-8]。動物和細胞實驗證實，ZJTF可以調節血糖血脂代謝、降低血管內皮細胞損傷和促炎因子的表達[9-10]。課題組的相關研究表明，腸道菌群穩態與2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus， T2DM）的生理機制密切相關[11-12]。腸道菌群發酵產生的主要代謝產物短鏈脂肪酸（short-chain fatty acid， SCFA），被證實能維護腸道上皮屏障完整性及調節免疫穩態[13]。但ZJTF是否可以通過調節腸道菌群及其代謝產物SCFA來發揮抗糖尿病的功效還未驗證。因此，本研究擬探討ZJTF對T2DM大鼠模型腸道菌群和SCFA的影響，為臨床應用提供科學依據。

1 材料

1.1" 實驗動物

60只6～8周齡的SPF級健康雄性SD大鼠，體質量（160±20） g，購于湖南斯萊克景達實驗動物有限公司，合格證號：SCXK（湘）2019-0004。所有動物飼養于湖南中醫藥大學實驗動物中心，溫度（22±2） ℃，相對濕度45%～55%，明/暗周期12 h/12 h，自由進食飲水。本實驗經湖南中醫藥大學實驗動物倫理委員會審批，編號：LL2021122903。

1.2" 實驗藥物

ZJTF購于湖南中醫藥大學第一附屬醫院中藥房，由熟地黃20 g、枸杞子12 g、山茱萸12 g、黃芪30 g、黃連10 g、地龍12 g、丹參20 g、川芎12 g、水蛭8 g、石菖蒲8 g 組成，藥物批號分別為熟地黃21120141B、枸杞子HH22011701、山茱萸SX22010601、黃芪CK22031502、黃連CK22022802、地龍2112252、丹參NG22021401、川芎CK22022801、水蛭202109?

2302、石菖蒲2021121901。鹽酸二甲雙胍緩釋片（每片0.5 g，生產批號：201210302，正大天晴藥業集團）、阿托伐他汀鈣片（每片20 mg，生產批號：FL34278，輝瑞制藥有限公司）均購于湖南中醫藥大學第一附屬醫院西藥房。

1.3" 主要試劑與儀器

鏈脲佐菌素（streptozocin，STZ）（批號：S8050）、檸檬酸鈉緩沖液（批號：C1013）、蘇木素-伊紅染色液（批號：G1120）均購自北京索萊寶科技有限公司；4%多聚甲醛（批號：BL539A，安徽白鯊生物科技有限公司）；糖化血紅蛋白（glycosylated hemoglobin， HbA1c）試劑盒（批號：H464-1，南京建成生物工程研究所）；胰島素（Insulin， INS）試劑盒（批號：CK-EN30973）、白細胞介素-1β（interleukin-1 β，IL-1β）試劑盒（批號：YD-30206）、白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）試劑盒（批號：ED-30219）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）試劑盒（批號：CK-EN31063）均購自廈門侖昌碩生物科技有限公司。

血糖測試儀（型號：ONE TOUCH Ultra Easy，美國強生公司）；臺式冷凍離心機（型號：5418R/5702R，湖南湘儀公司）；組織包埋機（型號：TEC 6-EM-JC2，日本SAKURA公司）；切片機（型號：leica UC-7，德國徠卡公司）；多功能酶標分析儀（型號：CYTATION3，美國BioTek公司）；氣-質聯用儀（型號：Agilent 7890A/5975C，美國安捷倫公司）。

2 方法

2.1" T2DM大鼠模型的制備與分組

適應性飼養1周后，隨機抽取12只SD大鼠為Control組，喂食普通飼料；其余48只大鼠為造模組，以高脂飼料（0.5%膽酸鈉、2.5%膽固醇、10%豬油、20%蔗糖、67%大鼠維持飼料）連續喂養4周。造模組大鼠在禁食但不禁飲用水20 h之后，使用1% STZ（在冰浴條件下使用現配的0.1 mmol·L-1檸檬酸鈉緩沖液進行溶解），按照30 mg·kg-1的劑量對造模組大鼠進行第1次腹腔注射，7 d后以25 mg·kg-1劑量進行第2次STZ腹腔注射，之后繼續予以高脂飼料喂養[14]。Control組大鼠于同時段腹腔注射等劑量的檸檬酸鈉緩沖液（pH=4.5）。所有大鼠在首次注射STZ后的第3、6、9、12、15 天的同一時間段，采用尾尖取血法檢測隨機血糖。通過觀察，大鼠出現精神萎靡，反應遲鈍，動作遲緩，弓背蜷體，毛豎無光澤，體質量減輕，飲水量、進食量、尿量顯著增加等癥狀；伴隨隨機血糖≥16.7 mmol·L-1且血糖維持10 d以上，判定為T2DM造模成功[15-16]。在干預過程中，5 只大鼠疑因血糖過高、灌胃不當死亡。根據隨機數字表法，將大鼠分為模型（DM）組、左歸降糖通脈方低劑量（ZJTF.L）組、左歸降糖通脈方高劑量（ZJTF.H）組、二甲雙胍+阿托伐他汀（M.A）組，每組各10只。

2.2" 給藥方法

按人與大鼠體表面積換算法計算大鼠給藥劑量，根據公式D2=D1×R2/R1（D2為所求劑量，D1為藥物已知劑量，R1為成人體表面積換算比值，R2為大鼠體表面積換算比值，以60 kg成人每日服用藥物劑量與320 g大鼠體表面積換算比值計算大鼠每日給藥量。即R1=346.68，R2=9.63，其中D1=144 g），得出D2為4 g。ZJTF.L組以臨床等效劑量灌胃，約為12 g·kg-1、ZJTF.H組灌胃量約為24 g·kg-1（2倍臨床等效劑量）[17]。M.A組灌胃量為二甲雙胍150 mg·kg-1+阿托伐他汀10 mg·kg-1。Control組、DM組予以等體積的生理鹽水。各組連續灌胃4 周。

2.3" 大鼠狀態、體質量、隨機血糖檢測

每日觀察大鼠精神狀態、毛發顏色、運動狀態、飲水量、進食量、尿量、大便情況等；稱取大鼠體質量；采集大鼠尾尖處血液，用血糖測試儀檢測大鼠隨機血糖。

2.4" 糖化血紅蛋白、胰島素、血脂、炎癥因子檢測

以1%戊巴比妥鈉腹腔麻醉大鼠，進行腹主動脈取血。在室溫靜置2 h后，3 000 r·min-1離心15 min（離心半徑17.8 cm），分層后取上層血清樣本，冷凍后送至湖南中醫藥大學第一附屬醫院檢驗科生化室，檢測總膽固醇（total cholesterol， TC）、甘油三酯（triglyceride， TG）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol， LDL-C）水平升高，高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol， HDL-C）水平。ELISA法測定INS、HbA1c、IL-1β、IL-6及TNF-α水平，具體操作步驟按試劑盒說明書進行。

2.5" 結腸HE染色

腹腔麻醉后，打開大鼠腹腔，剝離、剪取一段近端結腸，在預冷的生理鹽水中去除腸內容物。放入4%多聚甲醛固定液中固定24 h，脫水、石蠟包埋、切片、脫蠟、染色、光學顯微鏡下觀察結腸形態。

2.6" 16SrRNA測序觀察大鼠腸道菌群的變化

各組隨機抽取6只大鼠，予滅菌剪刀剪開結腸，用無菌鑷取出腸道內糞便，轉移至無菌凍存管，液氮速凍15 min后于-80 ℃冰箱凍存。干冰儲存送至北京諾禾致源科技股份有限公司檢測。提取基因組DNA和擴增PCR，混樣和純化PCR產物，構建文庫，上機測序，分析相關信息。

2.7" GC-MS檢測SCFA含量

無菌采血后，收集大鼠腹主動脈血，室溫靜置1 h凝固分層，3 000 r·min-1，4 ℃離心5 min（離心半徑 17.8 cm），取上清轉至干凈離心管中。再12 000 r·min-1

4 ℃離心10 min（離心半徑 10 cm），取上清分裝到2 mL無菌凍存管。液氮速凍15 min，-80 ℃冰箱凍存。干冰儲存送至北京諾禾致源科技股份有限公司檢測。配制7種主要SCFA標準品，提取代謝物，分析GC-MS圖譜，繪制標準曲線，計算SCFA水平。

2.8" 統計學分析

采用SPSS 25.0統計軟件進行分析。數據以“x±s”表示。符合正態分布且方差齊，使用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗；方差不齊則用非參數檢驗。Plt;0.05表示差異具有統計學意義。

3 結果

3.1" 左歸降糖通脈方對T2DM大鼠精神狀態、體質量的影響

與Control組相比，DM組大鼠精神較差，反應及動作均遲緩，毛發臟黃、成簇，飲水量、進食量、尿量增加。與DM組比較，各藥物干預組大鼠精神較好，反應及動作相對靈活，飲水量、進食量及尿量相對減少。

與Control組比較，DM組在造模后、治療后體質量下降（Plt;0.05，Plt;0.01）；與DM組比較，各藥物干預組在治療后的體質量均升高（Plt;0.05，Plt;0.01）；與ZJTF.L組比較，ZJTF.H組、M.A組大鼠在治療后的體質量明顯升高（Plt;0.01）。詳見表1。

3.2" 左歸降糖通脈方對T2DM大鼠血糖、糖化血紅蛋白、胰島素的影響

與Control組比較，DM組的血糖、HbA1c、INS明顯增加（Plt;0.01）；與DM組比較，各藥物干預組血糖、HbA1c、INS均明顯降低（Plt;0.05，Plt;0.01）；與ZJTF.L組比較，ZJTF.H組和M.A組血糖、HbA1c、INS明顯降低（Plt;0.01）。詳見表2。

3.3" 左歸降糖通脈方對T2DM大鼠血脂的影響

與Control組比較，DM組大鼠的TC、TG、LDL-C水平明顯升高（Plt;0.01），HDL-C明顯降低（Plt;0.01）；與DM組比較，藥物干預各組的TC、TG、LDL-C明顯降低（Plt;0.01），HDL-C明顯升高（Plt;0.01）；與ZJTF.L組比較，M.A組、ZJTF.H組TC、TG、LDL-C明顯降低（Plt;0.01），HDL-C明顯升高（Plt;0.01）。詳見表3。

3.4" 左歸降糖通脈方對T2DM大鼠血清炎癥因子的影響

與Control組比較，DM組IL-1β、IL-6和TNF-α的水平均明顯升高（Plt;0.01）。治療后，藥物干預各組的炎癥因子水平較DM組明顯降低（Plt;0.01），與ZJTF.L組比較，ZJTF.H組和M.A組的IL-1β、IL-6和TNF-α水平明顯降低（Plt;0.05，Plt;0.01）。詳見表4。

3.5" 左歸降糖通脈方對T2DM大鼠腸上皮黏膜屏障的影響

HE染色可見，Control組的結腸結構清晰、腸上皮黏膜完整，顏色鮮艷；細胞連接緊密，皺襞、腸絨毛等清晰可見，未見明顯損傷。DM組結構模糊，固有層出現部分中斷和消失，大量腸腺上皮細胞變性，可見充血、水腫，腸絨毛紊亂和碎裂。與DM組比較，藥物干預組的腸腺上皮細胞變性、水腫及炎性細胞浸潤均有不同程度緩解，腸絨毛呈有序排列，其中ZJTF.H組和M.A組的結構較為完整。詳見圖1。

3.6" 左歸降糖通脈方對T2DM大鼠腸道菌群的影響

3.6.1" Alpha與Beta多樣性分析" Observed species表示直接檢測到的物種數量，Chao1可估計群落樣品中包含的物種總數，Shannon指樣品中的分類總數及其占比。一般群落多樣性越高，物種分布越均勻，Shannon指數越大，以此來綜合評價腸道微生物群的豐度與多樣性。如圖2所示，與Control組比較，DM組Observed species、Chao1和Shannon指數明顯降低；與DM組比較，ZJTF.L、ZJTF.H組和M.A組的Observed species、Chao1和Shannon指數明顯升高。

基于OTU水平的PCA分析結果見圖3，樣本的群落組成越相似，則它們在PCA圖中的距離越接近。與Control組相比，造模各組的菌群組成較為相似。根據聚類得到OTUs結果，分析不同組之間共有、特有的OTU，圈和圈重疊部分的數字表示組與組之間共有的OTU個數，沒有重疊部分的數字代表各組的特有OTUs個數。干預后，ZJTF.H組和M.A組菌群的多樣性較DM組更為豐富。

3.6.2" 菌群物種組成分析" 根據物種注釋結果，選取各組在門、科、屬水平上最大豐度排名前10的物種，生成物種相對豐度柱形累加圖（圖4）。在門水平上，與Control組比較，DM組厚壁菌門（Firmicutes）、變形菌門（Proteobacteria）的相對豐度增加，擬桿菌門（Bacteroidota）和疣微菌門（Verrucomicrobiota）顯著減少；ZJTF.H組和M.A組干預后則逆轉了上述菌群門水平的相對豐度。在科水平上，DM組減少了擬桿菌科（Bacteroidaceae）、阿克曼菌科（Akkermansiaceae）、乳酸菌科（Lactobacillaceae）相對豐度，增加了腸桿菌科（Enterobacteriaceae）豐度，ZJTF的干預逆轉了其豐度。同樣，在屬水平上，發現一些細菌的豐度在ZJTF干預后發生了顯著變化；ZJTF顯著增加了阿克曼菌屬（Akkermansia）豐度，減少了埃希菌-志賀菌屬（Escherichi-Shigella）的豐度。

3.6.3" 相關性分析" 使用Spearman對ZJTF治療T2DM大鼠后的血清生化指標、脂質代謝、炎癥因子關鍵基因與腸道菌群種類的相關性進行分析，發現門水平的Firmicutes與RBG、TC、TG和IL-1β呈正相關，與HDL-C呈負相關；Bacteroidota與HDL-C呈正相關；Verrucomicrobiota與TC呈負相關。科水平的Enterobacteriaceae與LDL-C和IL-6呈正相關，與HDL-C呈負相關；Pseudomonadaceae與TC呈正相關，與HDL-C呈負相關。屬水平的Escherichi-Shigella與LDL-C和IL-6呈正相關，與HDL-C呈負相關；Prevotella與TC呈正相關，與HDL-C呈負相關。詳見圖5。

3.7" 左歸降糖通脈方對T2DM大鼠血清SCFA含量的影響

標準品TIC圖可明確能否使用GC-MS對各代謝物進行質譜定量分析，圖6可見各類代謝物峰形尖銳對稱，表明色譜分離較好。QC-RSD值可顯示整個檢測過程的穩定性，各類SCFA的RSD值lt;30%，說明此次實驗數據穩定可靠。

與Control組相比，DM組大鼠血清乙酸、丁酸含量明顯下降（Plt;0.05，Plt;0.01）；與DM組比較，ZJTF.L組和M.A組的乙酸明顯升高（Plt;0.01）、ZJTF.H組的丁酸、乙酸含量明顯升高（Plt;0.05，Plt;0.01），與ZJTF.L組比較，ZJTF.H組的乙酸含量明顯升高（Plt;0.05）。由于部分樣本未檢測到戊酸的含量，故不予統計。詳見表5。

4 討論

腸道被稱為人體最大的“免疫器官”，可免疫誘導食物和菌群中的刺激分子和病原微生物。定植在人體腸道的菌群有1 000多種，絕大部分為厭氧菌，以擬桿菌門、厚壁菌門、放線菌門、變形菌門和疣微菌門這五個門水平為主，其中，擬桿菌門和厚壁菌門占比90%[18]。機體攝入的食物會在腸道菌群的降解代謝作用下產生各類代謝產物，它們可以與宿主相互作用，影響宿主的代謝穩態[19]。常見的作用有將難以消化的膳食纖維分解為SCFA、處理食物中的多糖、影響能量代謝、參與氨基酸及神經遞質的合成等[20]。腸道菌群穩態與 T2DM 密切相關。當腸道菌群出現紊亂，外來致病菌和體內的其他細胞組分會作為抗原刺激宿主免疫系統，誘導病原體-宿主穩態失衡，同時干擾機體進行物質代謝與交換[21]。另一方面，機體糖脂代謝紊亂和脂質沉積，會導致腸道菌群相關有害代謝產物累積，通過生物合成途徑對腸道通透性及機體免疫炎癥產生影響，引起腸內外靶器官炎癥因子的釋放，影響T2DM的發生發展[22]。

研究發現，T2DM患者腸道菌群的組成、豐度，與健康者相比有明顯變化，主要表現為中度微生物菌群失調[23]。一項基于宏基因測序的研究發現[24]糖尿病（diabetes mellitus， DM）患者乳桿菌屬的增加與其體內的血糖、HbA1C呈正相關，梭菌屬的減少與血糖、HbA1C、胰島素、TG呈負相關。另外，雙歧桿菌、擬桿菌屬、阿克曼菌屬和羅氏伯菌屬與T2DM呈負相關，而梭桿菌屬和布魯菌屬與T2DM呈正相關[25]。動物實驗方面，有研究者將健康大鼠與DM大鼠糞便菌群進行16S rRNA測序，發現DM模型大鼠的糞便菌種結構中，腸球菌、腸桿菌等機會致病菌數量增加[26]。這些結果也說明腸道菌群參與了T2DM的發生與發展。本研究通過對T2DM大鼠的糞便進行16S rRNA測序發現，與DM組比較，ZJTF.H組的Observed species、Chao1和Shannon指數上升。分析菌群結構和豐度后，發現在門、科、屬水平上，ZJTF.H組的有益菌，如擬桿菌門和疣微菌門、阿克曼菌科和乳酸菌科、阿克曼菌屬顯著增加，厚壁菌門和變形菌門、腸桿菌科等條件致病菌的相對豐度減少。在對ZJTF治療T2DM大鼠后的血清生化指標、脂質代謝、炎癥因子關鍵基因與腸道菌群種類的相關性進行分析后發現，條件致病菌群與RBG、TC、TG、IL-1β和IL-6呈正相關，與HDL-C呈負相關，有益菌群與TC呈負相關。這些結果表明，ZJTF的干預在一定程度上改善了T2DM模型大鼠的菌群結構、豐度及多樣性，且可以通過作用于某些特定菌群影響糖脂代謝與炎癥反應。

SCFA作為腸道菌群最主要的代謝產物之一，多是由未消化吸收的食物殘渣中的碳水化合物，經結腸內厭氧菌酵解產生[27]。結腸內的總SCFA濃度從近端到遠端逐漸降低，主要包括乙酸、丙酸和丁酸，占比為60∶25∶15[28]。大部分腸道微生物及其宿主腸上皮細胞所需的能量均來自SCFA，它可以降低人體結腸的內環境酸堿度，還可以促進細胞體積增加，減少條件致病菌生長[29]。在疾病預防方面[30]，SCFA可以通過提高人體胰島素敏感性，維持正常的糖代謝平衡，從而有效減少肥胖、DM、心血管疾病等代謝性疾病的發生[30]。目前，研究較多的SCFA主要為乙酸、丙酸、丁酸，腸道內細菌發酵產生的SCFA減少，丙酸介導的G蛋白偶聯受體41表達上調，導致酪酪肽或胰高血糖素樣肽-1分泌減少，引起食欲增加或血糖升高，而乙酸介導的G蛋白偶聯受體43（G protein-coupled receptor 43，GPR43）缺陷，可阻礙糖酵解，引發胰島素抵抗狀態[31-32]。SCFA還可以通過激活GPR43等下游相關的信號通路來調控機體免疫炎癥反應，阻止外來的病原菌進入機體[33-34]。本研究通過GC-MS檢測T2DM大鼠血清中幾種主要的SCFA水平，發現與DM組比較，ZJTF.H組的丁酸、乙酸升高。這表明ZJTF可以增加體內SCFA含量，且這種調節是有益的。

綜上所述，ZJTF可以通過調控T2DM大鼠腸道菌群結構、豐度及多樣性，增加腸道代謝產物SCFA 含量，減輕腸上皮黏膜屏障損傷，改善糖脂代謝與炎癥反應，從而達到防治T2DM的目的。ZJTF以腸道菌群及其代謝產物SCFA為靶點的“腸道菌群-代謝”途徑，可能為T2DM的預防和治療提供新思路。

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