肥胖已经成为当今不可忽视的一种流行病,肥胖自身及其并发症在世界范围内影响着数以亿计人类的健康和幸福。众所周知,遗传因素和环境因素与肥胖的发生、发展密切相关。在众多肥胖动物实验模型中,高脂饮食(HFD)诱导肥胖与人类肥胖发生的形式最为接近,是研究人员了解肥胖特征、探索其发生发展机制的绝佳手段。已有大量研究表明,高脂饮食能引起机体多条代谢途径的相关酶表达水平及活性发生显著改变,这提示我们机体代谢层面的应答与肥胖的发生发展及其并发症的产生有着密切的联系。肥胖发生发展机制的阐明固然重要,肥胖症的预防和治疗同样不可忽视。手术治疗能给病患带来最为显著的减肥效果,但其所含的风险及对机体造成的损伤使得这种治疗手段很难被大多数人接受。饮食干预疗法操作简单,对机体的副作用较小且同时兼具治疗和预防的功效,是理想的减肥手段。众多研究表明,菊粉能降低机体能量获取水平、减少体重增长和体内脂肪的积累,具有抑制肥胖发生发展的潜质。但是,目前有关高脂饮食诱导肥胖的代谢水平相关研究缺乏系统性,菊粉干预引起的机体代谢应答亦鲜有报道。鉴于此,本论文采用基于核磁共振(NMR)检测技术的代谢组学研究方法对菊粉干预影响高脂饮食诱导大鼠肥胖的模型进行了较为系统的研究。首先,本论文建立了一种新的高通量代谢组学数据分析方法——多重单变量分析(MUDA),并严谨地验证了该方法的可行性。MUDA方法能对代谢组学数据进行深入挖掘,是对传统多变量分析方法的重要补充。其次,本论文建立了高脂饮食诱导大鼠肥胖和菊粉干预的动物模型,并利用多变量分析及上述MUDA方法对高脂饮食和菊粉干预下大鼠体液(血浆和尿液)、肠道相关组成成分(肠组织及其内容物、粪样)以及多种器官(肝脏、肾脏、心脏、胰腺、骨骼肌、睾丸、大脑、眼球)的代谢应答规律进行了较为系统的分析。研究发现,7周的高脂饮食虽然使得大鼠体重有所增长,附睾、肾周脂肪积累增加,但与对照组并无显著差异,说明动物处于肥胖前期阶段(即超重),而并未达到肥胖水平。研究结果显示,处于肥胖前期的大鼠已经显示出脂肪酸β氧化加剧导致的全身性酮体水平升高,脂肪组织积累和肠道通透性改变引起的炎症反应,以及炎症反应伴随的机体全身性氧化应激等系统性不良反应。此外,高脂饮食还对大鼠多种器官造成了特异性损伤。菊粉的引入不但显著减缓了大鼠肥胖的发生趋势,还显著减轻或抑制了大鼠全身本应该由HFD导致的大部分不良代谢改变。菊粉降低动物的摄食量以及机体肠道糖类物质吸收水平,促进肠道菌群生产短链脂肪酸进而抑制肝脏脂肪从头合成可能与其抵御肥胖发生发展的效果有关。我们还发现了菊粉引起小肠中4-甲基-2-烯酸、尿液和肾脏中卟啉疑似物以及机体全身性的鲨肌醇(SI)水平上调等较为特殊的代谢改变。继而,我们对菊粉引起的大鼠全身性SI水平上调进行了全面、缜密的分析与讨论。我们推测菊粉很可能促进了某种或某些能将其转化为SI的结肠细菌的生长,从而导致结肠肠腔中SI的显著增加,进而被结肠上皮细胞吸收进入机体循环系统转移至全身各部。SI在机体各部的增幅信息及STOCSY分析结果还表明,大鼠肾脏、大脑、眼球等脏器可能发生了超生理水平的SI合成。最后,本研究对大鼠尿液、肾脏中的卟啉疑似物进行了初步鉴定和探索。NMR和HPLC-MS实验结果共同表明,该未知物具备了卟啉类物质的众多特征。菊粉的摄入能显著上调该物质的水平,并显著减少大肠内容物及粪样中粪胆素疑似物和1-磷酸葡萄糖醛酸疑似物的含量,这些结果表明菊粉显著影响了机体的卟啉代谢途径。作为初步探索,该部分工作还有待深入,但两种检测手段的结合表明,多种技术联合应用是代谢组学发展壮大的必要条件综上所述,本论文对菊粉干预影响高脂饮食诱导大鼠肥胖发生发展的模型进行了较为系统的代谢组学研究。本工作建立了新的代谢组数据分析方法,探索了肥胖形成前期高脂饮食影响机体正常代谢水平的作用机理以及菊粉抑制肥胖及其并发症发生发展的相关机制,对菊粉引起的全身性鲨肌醇水平上调进行了详尽的分析,并对大鼠尿液和肾脏中的卟啉疑似物进行了初步鉴定和探索。本研究在为肥胖发生发展规律提供代谢水平基础数据的同时,为肥胖及其并发症的预防和治疗提供了新的思路。