糖尿病是一种慢性代谢性疾病,其中90%以上的患者为2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者。T2DM会引发多种并发症,这是造成糖尿病患者高死亡率的主要原因。糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)是T2DM常见的进行性并发症之一,T2DM并发DN患者占所有T2DM患者的20%至40%。T2DM和DN发病机制复杂,尚无统一学说阐明其发生发展的过程,机体血糖、血脂和血压水平控制不良,是发病的潜在因素。目前尚无特效药物可以治愈T2DM与DN,开发副作用小的天然药物是治疗该类疾病的重要研究方向。蛹虫草作为药食两用真菌,已证实其具有降血糖、抗氧化、增强免疫力等功效。近年来研究发现蛹虫草通过调节肠道微BAY 73-4506配制生物来影响宿主葡萄糖和脂质代谢,而对于蛹虫草干预T2DM及DN的机制尚不明确。因此本论文以此方向为切入点进行机制的初步探究。一、T2DM小鼠肠道菌群失调,蛹虫草可以通过调节肠道菌群缓解T2DM。本实验以链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)和 HFD(high fat diet model group,HFD)联合诱导昆明种小鼠,建立T2DM小鼠模型。实验设置正常对照组、模型组、二甲双胍组,蛹虫草处理组(虫草素高、低剂量组,蛹虫草水提物高、低剂量组)。肠道微生物组测序结果表明,T2DM小鼠的肠道菌群组成和丰度发生显著改变,蛹虫草处理后,部分肠道益生菌及其代谢产物丰度上调。粪便非靶向代谢组学结果表明,与模型组相比,蛹虫草处理组差异代谢产物主要有氨基酸、脂肪酸、羧酸及其衍生物,这些代谢产物参与PI3K/Akt/FOXO信号途径、TCA循环、色氨酸代谢途径等。肠道微生物组与代谢组的Spearman相关性分析结果表明,蛹虫草处理组与模型组相比,差异菌群 Aselleck化学listipes、Lachnospiraceae_NK4A136_group等与TCA循环中间产物具有显著相关性。因此,蛹虫草可以通过调节肠道菌群及其代谢产物发挥抗T2DM的功效。二、DN小鼠肾脏组织损伤,蛹虫草可以通过调控TLR4/NF-κB和Nrf2/HO-1通路保护肾脏。本实验在建立T2DM模型的基础上,通过延长高糖高脂饲料诱Gestational biology导周期,成功构建DN模型。DN小鼠肾小管上皮细胞脱落,系膜基质增生,肾间质炎性细胞浸润,蛹虫草干预能改善肾脏病理损伤。蛹虫草干预能降低DN小鼠血糖、血脂含量,下调胰岛素抵抗指数,使小鼠生理生化指标趋近正常水平。同时,蛹虫草可以降低DN小鼠肌酐、尿素氮、胱抑素c、尿酸的含量,升高血清白蛋白的含量,增强肾脏功能。此外,蛹虫草上调肾脏Nrf2和HO-1的mRNA相对表达水平,下调TLR4和NF-κB的mRNA相对表达水平,通过参与TLR4/NF-κB信号通路和Nrf2/HO-1信号通路,增强小鼠抗氧化和抗炎症能力。三、DN小鼠能量代谢紊乱,蛹虫草可以通过调节葡萄糖代谢途径改善DN。肾脏靶向代谢组学检测结果表明,与正常对照组相比,模型组的代谢产物有明显差异,并鉴定出20种潜在生物标志物,主要包括葡萄糖、果糖-6-磷酸、甘油醛-3-磷酸,涉及糖酵解与糖异生途径、TCA循环、溶酶体生物发生途径、磷酸戊糖途径等多条代谢通路。DN组中的葡萄糖水平升高,糖代谢通量改变,葡萄糖-进入糖酵解途径、磷酸戊糖途径、多元醇途径的代谢流量明显增加,造成产物堆积,引起肾脏损伤。蛹虫草处理组通过调节葡萄糖代谢途径,减轻糖代谢紊乱,减少部分差异代谢物堆积,激活自噬作用改善DN肾脏损伤。综上所述,蛹虫草通过增加肠道菌群多样性,改变肠道菌群结构,调节TLR4/NF-κB途径和Nrf2/HO-1途径发挥干预或缓解T2DM及其并发症DN的作用。同时,靶向代谢组学检测结果证明,DN小鼠肾脏中能量代谢过程重编程,这为进一步探究T2DM及DN发病机制和治疗靶点提供理论依据。