南昌大学谢建华课题组:大米淀粉-紫红米米糠花色苷复合物可改善高脂饮食/链脲佐菌素诱导的2型糖尿病小鼠的糖脂稳态并调节肠道菌群
糖尿病是一种慢性代谢紊乱疾病，以持续高血糖为特征，已成为全球性健康危机。紫红米米糠作为稻米加工的副产物，富含花色苷，可能在调控代谢方面发挥益处。早期体外研究显示，花色苷可与大米淀粉形成V型包合复合物，提高抗性淀粉含量并促进有益肠道菌生长，但其体内效果仍然未知。南昌大学谢建华课题组在国际期刊Molecular Nutrition & Food Research上发表了题为“Rice Starch-Purple Red Rice Bran Anthocyanins Complex Improves Glucose-Lipid Homeostasis and Restores Gut Microbiota in High-Fat Diet/Streptozotocin-Induced Type 2 Diabetic Mice”的研究型论文。
饮食干预在预防和缓解代谢异常方面具有一定潜力。可食用植物及其生物活性成分（如多酚）已经被广泛用于糖尿病的干预和调节。紫红米米糠富含花色苷，具有较强的α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制活性，与大米淀粉复合后可形成V型复合物，提高抗性淀粉含量。体外发酵研究表明，该复合物可以促进粪便有益菌生长，并降低Firmicutes/Bacteroidetes（F/B）比率。然而，大米淀粉-花色苷复合物（S-A）在高脂饮食结合链脲佐菌素（STZ）诱导的T2DM模型中的体内代谢调控效果仍有待阐明。
干预4周后，S-A复合物可以减少T2DM小鼠的饮食摄入，并降低体重增长。此外，S-A组小鼠的多饮、多尿症状得到明显改善。
图 小鼠基础指标。动物实验设计（A），灌胃干预四周后各组小鼠体型变化（B），灌胃干预期间每周随机一天的小鼠饲料摄入量（C），灌胃干预期间每周随机一天的小鼠饮水量（D），灌胃干预四周期间各组小鼠体重变化率（E），灌胃干预四周后小鼠最终体重（F），灌胃干预四周后各组小鼠肝脏组织变化（G），灌胃干预四周后各组小鼠肾脏指标（H），灌胃干预四周后各组小鼠肝脏指标（I）。
T2DM小鼠肝脏出现脂肪变性，肾脏出现纤维化，脂肪细胞显著肥大；但经S-A干预后，肝细胞结构清晰，脂肪空泡减少，肾脏炎症浸润减轻，脂肪细胞体积缩小，分布更均匀。PAS染色进一步表明，S-A可以促进肝脏糖原合成，有助于维持血糖稳定。
图 各组小鼠肝脏、肾脏和附睾脂肪的病理变化。肝脏H&E染色，红色箭头表示肝细胞脂肪变性和胞质空泡化，黑色箭头表示炎症细胞浸润（A）；肾脏H&E染色（B）；附睾脂肪H&E染色（C）；肝脏PAS染色（D）；附睾脂肪HE染色切片随机视野中完整脂肪细胞的数量和平均面积（20倍放大）（E和F）。
1）S-A复合物可以降低小鼠血糖水平，改善脂肪堆积情况，但在干预4周后，整体血糖水平仍然高于11.1 mmol/L。
2）S-A复合物可以显著降低血清总胆固醇（TC）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平。
图 各组小鼠血糖和血脂水平的变化。灌胃干预4周后各组小鼠血糖变化率（A），灌胃干预4周后各组小鼠最终血糖水平（B），灌胃干预4周后各组小鼠脂肪组织积累情况（C），灌胃干预4周后各组小鼠血清中甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）水平的变化（D-I）。
1）T2DM小鼠肠道菌群多样性下降，有益菌如拟杆菌门（Bacteroidetes）减少，潜在致病菌如脱铁杆菌门（Deferribacteres）增加；
2）S-A干预后，菌群结构向正常组靠拢，尤其提升了产短链脂肪酸的菌属如Ruminococcus和Allobaculum的丰度。
图 各组小鼠肠道菌群多样性的变化。观察到的物种变化、Chao1、ACE、Shannon 和 Simpson 指数（A）、PCoA 分析（B）、Rank-abundance 曲线（C）、层次聚类分析（D）。
图 各组小鼠肠道菌群组成的变化。门水平肠道菌群的相对丰度（A），科水平肠道菌群的相对丰度（B），p_Deferribacteres、f_unclassified_o_Clostridiales、g_Oscillospira、g_Anaerotruncus、g_[Ruminococcus] 和 s_unclassified_f_Ruminococcaceae相对丰度的变化（C），属水平物种组成变化热图（D）。
1）STZ结合高脂饮食（HFD）诱导肠道菌群失调，导致总SCFAs含量降低；
2）补充S-A复合物可在一定程度上上调总SCFAs，并显著提高盲肠内容物中乙酸和丙酸的含量；
3）SCFAs在小肠中主要以乙酸的形式存在，盲肠和结肠中为丁酸，并且盲肠具有最高的SCFAs含量，表明S-A复合物的分解和代谢可能主要发生在盲肠区域。
图 各组小鼠灌胃干预4周后SCFAs含量的变化。总SCFAs含量的变化（A），小肠内容物中SCFAs含量的变化（B），盲肠内容物中SCFAs含量的变化（C），结肠内容物中SCFAs含量的变化（D）
S-A干预后，糖脂代谢相关通路（如甘油酯代谢、丙酮酸代谢）和必需氨基酸合成通路得到显著富集。
图 各组小鼠PICRUSt预测的KEGG通路功能丰度变化。LEfSe分析结果（A），基于LEfSe分析结果绘制的热图，显示各组小鼠PICRUSt预测的KEGG通路功能丰度差异（B）。
大米淀粉-紫红米米糠花色苷复合物对高脂饮食/链脲佐菌素诱导的2型糖尿病小鼠具有一定的调节作用。S-A复合物可以调节血糖水平，改善血脂代谢紊乱，减轻肝肾负担，并缓解脂肪细胞肥大。此外，该复合物通过恢复肠道短链脂肪酸的动态平衡，尤其是显著提高盲肠中乙酸和丙酸的浓度，增加有益菌的丰度，从而增强肠道稳态。这些结果表明，盲肠可能是S-A复合物发酵和利用的主要场所。综上，研究结果可为紫红米米糠的高价值利用以及特殊膳食和功能性食品的开发提供一定的参考和依据。
