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肥胖已经成为一个全球范围内流行的公共卫生问题,肥胖及其相关的代谢综合征严重威胁身体健康。研究表明膳食纤维能够通过调控肠道微生物改善肥胖及其代谢综合征。实验室前期研究发现6%的新型功能性纤维（functional fiber,FF）在高脂日粮（high-fat diet,HFD）条件下能提高肥胖小鼠的胰岛素敏感性,但不减轻体重。因此,本研究旨在探讨在高脂日粮条件下,新型功能性纤维添加量与改善肥胖小鼠肥胖症状的相关性及对肠道微生物的影响。58只5～6周龄C57BL/6的雄性小鼠在高脂日粮条件下喂养9周,共获得35只饮食诱导的肥胖小鼠（diet-induced obese,DIO）,依照平均体重相近随机分成5组,分别对应低脂日粮（low-fat diet,LFD）饲喂的低脂组（LFD）、高脂日粮饲喂的高脂组（HFD）、高脂日粮中分别添加8%功能性纤维（8%FF）和12%功能性纤维（12%FF）、高脂日粮中添加12%功能性纤维并进行抗生素处理组（12%FF+AB）,以同批普通日粮喂养的7只正常小鼠设置为对照组（Con组）。所有小鼠饲喂12周,每周记录小鼠体重,每日记录采食量。在第11周末,收集空腹2h血清,分析血清中炎症因子水平和血脂组成。在采血后第二天进行胰岛素耐受试验（insulin tolerance,ITT）及葡萄糖耐受试验（glucose insulin tolerance,GTT）。收集试验结束时的粪便,利用气相色谱-质谱联用方法测定粪便中短链脂肪酸（short chain fatty acids,SCFAs）的浓度,并通过16S r RNA基因测序技术测定小鼠肠道微生物组成。在第12周末期处死小鼠,利用油红O切片染色度量肝脏脂质含量,利用H&E染色切片观察棕色脂肪、附睾白色脂肪及结肠组织形态变化,RT-PCR度量肝脏脂质合成基因和棕色脂肪产热基因m RNA的表达。主要研究结果如下:1.相比对照组及低脂组,HFD组小鼠累积能量摄入量极显著增加（P<0.01）。但在高脂日粮下,添加功能性纤维并不能降低肥胖小鼠的累积能量摄入量（P>0.05）。试验结束时,与对照组及低脂组相比,HFD组的体增重极显著增加（P<0.01）;12%FF组相比HFD组体增重显著降低（P<0.05）,12%FF+AB组的体增重相比12%FF组极显著增加（P<0.01）。与对照组及低脂组相比,HFD组的附睾脂肪细胞面积极显著增加（P<0.01）。与HFD组相比,8%及12%FF组肥胖小鼠附睾脂肪细胞面积显著降低（P<0.01）。上述结果表明,高脂日粮饲喂下,12%新型功能性纤维在高脂日粮条件下并不能有效减少能量摄入,但能显著降低小鼠体增重及附睾脂肪细胞面积,改善肥胖;抗生素的添加会抑制功能性纤维对肥胖的改善作用。2.12%FF组小鼠血清中高密度脂蛋白-胆固醇（how density lipoprotein cholesterol,HDL-C）和游离脂肪酸（non-esterified fatty acid,NEFA）的水平相比HFD组显著增加（P<0.05）,12%FF+AB组小鼠血清中HDL-C和NEFA的水平相比12%FF组显著降（P<0.05）。与HFD组相比,12%FF的补充降低了肝脏重量及肝脏脂肪泡的大小（P<0.05）;8%及12%FF的添加显著降低了肥胖小鼠血清中胆红素（T-BIL）及谷草转氨酶（AST）的含量（P<0.05）;8%及12%功能性纤维的补充极显著降低了ACC合酶基因1（ACC1）、脂肪酸去饱和酶（SCD1）、脂肪酸合成酶（FAS）、固醇调节元件结合蛋白（SREBP-1C）、过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAP-α）及细胞死亡活化蛋白抗体（CIDEC）的m RNA表达量（P<0.01）。上述结果表明,12%功能性纤维显著降低了高脂日粮诱导下的肥胖小鼠血清和肝脏中的脂质含量,改善了肝脏脂肪性变及炎症状态。3.相比HFD组,12%FF组的小鼠棕色脂肪解偶联蛋白1（UCP1）和脂肪酸结合蛋白（FABP）的m RNA表达量显著增加（P<0.05）。上述结果表明,12%功能性纤维可通过促进棕色脂肪产热与脂质分解转运刺激棕色脂肪褐变。4.相比HFD组,功能性纤维的添加显著降低了IGTT的葡萄糖AUC值（P<0.05）,12%FF组小鼠血清中胰岛素水平显著降低（P<0.05）;抗生素的补充极显著增加了12%FF干预的肥胖小鼠IGTT及IITT的葡萄糖AUC值（P<0.01）。上述结果说明,相比高脂组,8%及12%FF的添加增加了肥胖小鼠的血糖耐受量,改善了胰岛素敏感性,抗生素的补充逆转了上述改善效果。5.与HFD组相比,8%和12%纤维添加组瘦素浓度极显著降低（P<0.01）,8%FF组的LPS、TNF-α浓度显著降低（P<0.05）;相比于12%FF组,抗生素的添加显著降低了IL-6浓度（P<0.05）。以上结果表明,8%及12%功能性纤维的补充缓解了肥胖小鼠的系统性炎症。6.相比HFD组,8%和12%FF组乙酸浓度显著增高（P<0.05）;相比12%FF组,12%FF+AB组极显著降低了乙酸、丙酸、丁酸、总SCFAs的含量（P<0.01）。以上结果表明,8%及12%功能性纤维的补充调节了粪便微生物代谢活动,显著增加了乙酸的产生。7.16S r RNA基因测序结果显示,相比对照组,HFD组小鼠结肠中的Observed species指数显著降低（P<0.05）;相比HFD组,8%FF组与12%FF组的Chao1指数及Observed species指数显著增加（P<0.05）。在粪便中,相比HFD组,对照组、LFD组及12%FF组的Firmicutes（厚壁菌门）丰度极显著降低（P<0.01）,Actinobacteria（放线菌门）丰度显著增加（P<0.05）;12%FF组Bifidobacterium以及来自Coriobacteriaceae和Bacteria的未分类属显著增高（P<0.05）,Dehalobacterium、AF12以及来自Clostridiales的未分类属相显著降低（P<0.05）。在结肠中,相比HFD组,12%FF组中Coprococcus以及来自Ruminococcaceae和Coriobacteriaceae的未分类属相对丰度显著升高（P<0.05）,Adlercreutzia、Streptococcus、Lactococcus、Leuconostoc、Subdoligranulum属显著降低（P<0.05）。上述结果说明,12%功能性纤维改变了肥胖小鼠肠道微生物多样性及组成,降低了厚壁菌门丰度,增加了Bifidobacterium、Coprococcus等有益菌属的丰度。8.Spearman相关性分析表明,在结肠中,12%FF组丰度增加属Coprococcus与胰岛素抵抗（胰岛素、HOMA-IR）显著负相关（P<0.05）。Oscillospira与血清瘦素水平极显著负相关（P<0.01）。6个丰度减少属（包括Streptococcus、Clostridium、Adlercreutzia、Lactococcus、Subdoligranulum、Leuconostoc）与体增重显著正相关（P<0.05）。在粪便中,12%FF组丰度增加属Bifidobacterium与胰岛素水平显著负相关（P<0.05）,Olsenella与体增重显著负相关（P<0.05）,Corynebacterium与胰岛素抵抗（血糖、胰岛素、HOMA-IR）显著负相关（P<0.05）,Bifidobacterium、Anaerostipes、Olsenella、Corynebacterium以及来自Bacteria、Coriobacteriaceae的未分类属均与血清瘦素水平显著负相关（P<0.05）。