菊粉通过调节肠道菌群改善Ⅱ型糖尿病小鼠的认知功能障碍

本试验利用高脂饮食联合链脲佐菌素构建Ⅱ型糖尿病(T2D)模型,旨在探究菊粉对T2D小鼠认知功能的影响。将45只小鼠随机分为3组,每组15只,单笼饲养。正常组(Con组)饲喂普通饲粮,模型组(T2D组)饲喂高脂饲粮,菊粉干预组(DI组)饲喂添加10%菊粉的高脂饲粮,适应性饲喂1周后进行8周的饲养试验。结果显示:菊粉可显著缓解T2D小鼠体重损失(从第4周开始)(P<0.05),显著或极显著降低空腹血糖(从第4周开始)(P<0.05或P<0.01);显著降低血清低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和总胆固醇(TC)水平(P<0.05),并显著升高血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平(P<0.05)。此外,菊粉可改善T2D小鼠认知行为和海马神经元损伤;显著或极显著上调海马中核因子E2相关因子2(Nrf2)和血红素氧合酶-1(HO-1)的mRNA和蛋白相对表达量(P<0.05或P<0.01),极显著下调高迁移率族蛋白B1(HMGB1)的蛋白相对表达量(P<0.01);显著降低血清与海马中白细胞介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)以及海马中白细胞介素-6(IL-6)含量(P<0.05);显著降低海马中丙二醛(MDA)含量(P<0.05),极显著升高超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性(P<0.01)。T2D小鼠结肠中乳球菌属(Lactococcus)、魏斯氏菌属(Weissella)、杜氏杆菌属(Dubosiella)、库特氏菌属(Kurthia)和丹毒丝菌科未分类属(unclassified_f_Erysipelotrichaceae)等富集,结肠内容物中乙酸、丁酸、异戊酸、戊酸、己酸和总短链脂肪酸(SCFAs)含量均极显著降低(P<0.01);菊粉的添加使T2D小鼠结肠中双歧杆菌属(Bifidobacterium)、粪杆菌属(Faecalibaculum)和回肠杆菌属(Ileobacterium)等富集,结肠内容物中乙酸、丁酸、异戊酸、戊酸和己酸含量显著或极显著增加(P<0.05或P<0.01)。综上可知,菊粉可调节结肠菌群结构及其代谢产物SCFAs的产生,改善T2D小鼠的体重和空腹血糖,调节血脂水平、血清与海马中炎症因子含量,调控海马中Nrf2、HO-1和HMGB1表达,同时改善海马中氧化应激指标,对T2D小鼠海马神经元损伤和认知行为起到改善作用。