《Journal of Functional Foods》：Camel milk and fermented camel milk attenuate HFD/STZ-induced type 2 diabetes in rats via modulation of gut microbiota-SCFA-GLP-1/PI3K/AKT axis
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2型糖尿病（T2DM）是一种由慢性高血糖和严重并发症倾向定义的多因素代谢性疾病。虽然骆驼奶（CM）和发酵骆驼奶（FCM）已被提议作为潜在干预措施，但解释其如何改善T2DM症状的机制证据仍然有限。研究人员的发现表明，CM和FCM的给药显著减轻了大鼠模型中T2DM
2型糖尿病（T2DM）是一种由慢性高血糖和严重并发症倾向定义的多因素代谢性疾病。虽然骆驼奶（CM）和发酵骆驼奶（FCM）已被提议作为潜在干预措施，但解释其如何改善T2DM症状的机制证据仍然有限。研究人员的发现表明，CM和FCM的给药显著减轻了大鼠模型中T2DM的标志性指标，包括将空腹血糖分别降至模型组水平的79.6%和70.8% [p < 0.01]，稳态模型评估胰岛素抵抗 [p < 0.01]，以及促炎细胞因子水平。肠道微生物群分析显示，CM和FCM恢复了肠道稳态。这通过降低厚壁菌门/拟杆菌门（Firmicutes/Bacteroidetes）比值和增加有益分类群的相对丰度得到证实。值得注意的是，FCM干预独特且显著地富集了肠道阿克曼氏菌（Akkermansia）、布劳特氏菌（Blautia）、梭菌UCG-014（Clostridia UCG-014）和瘤胃球菌（Ruminococcus）的丰度。相关性分析确定梭菌UCG-014和瘤胃球菌是观察到的葡萄糖和脂质代谢紊乱改善、短链脂肪酸（SCFAs）水平升高以及胰高血糖素样肽-1/磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B（GLP-1/PI3K/AKT）信号通路激活的关键微生物贡献者。相比之下，FCM干预对T2DM的治疗效果比CM更显著。总之，研究人员阐明了肠道GLP-1/PI3K/AKT信号通路在介导CM和FCM干预后血糖稳态和胰岛素敏感性改善中的关键作用和差异效应。这些发现证实了两者，尤其是FCM，作为T2DM临床管理的可行饮食干预的潜力。
**论文解读：骆驼奶和发酵骆驼奶通过调节肠道微生物群-SCFA-GLP-1/PI3K/AKT轴减轻HFD/STZ诱导的大鼠2型糖尿病**
**研究背景与意义**
2型糖尿病（T2DM）是一种由遗传和环境因素驱动的复杂代谢疾病，以慢性高血糖和严重血管并发症高风险为特征。全球患病率急剧上升，预计到2045年将影响11.25%至11.88%的成年人口。尽管经典口服降糖药如二甲双胍（Met）在T2DM管理中发挥关键作用，但常伴有恶心、呕吐和腹泻等副作用。因此，迫切需要开发新型、可及且副作用更少的治疗策略。骆驼奶（CM）因其高营养价值和多种生物活性化合物而备受关注，发酵骆驼奶（FCM）在T2DM管理中显示出有益效果，但其作用机制尚未完全阐明。肠道微生物群被公认为T2DM发病的关键因素，通过产生短链脂肪酸（SCFAs）等代谢物调节宿主代谢。SCFAs可激活G蛋白偶联受体（GPR41和GPR43）促进胰高血糖素样肽-1（GLP-1）分泌，进而激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）信号通路，改善胰岛素敏感性。然而，CM和FCM是否通过调节肠道微生物群-SCFA-GLP-1/PI3K/AKT轴发挥抗糖尿病作用尚不清楚。本研究旨在探讨CM和FCM对高脂饮食/链脲佐菌素（HFD/STZ）诱导的T2DM大鼠的治疗效果及其分子机制，为FCM作为功能性膳食干预提供理论依据。该论文发表在《Journal of Functional Foods》。
**关键技术与方法**
研究人员采用雄性Sprague-Dawley大鼠（6周龄，200±20g，购自北京斯贝福生物技术有限公司），通过HFD喂养3周联合STZ腹腔注射（35 mg/kg·bw）诱导T2DM模型。干预组分别灌胃CM、FCM（由5种乳酸菌菌株：植物乳杆菌KC28、植物乳杆菌K25、乳杆菌D1501、肠膜明串珠菌SHU1396和嗜酸乳杆菌2888发酵制备，菌株源自内蒙古农业大学生物化学与分子生物学实验室）或Met（阳性对照），持续6周。主要技术包括：酶联免疫吸附测定（ELISA）检测血清胰岛素、GLP-1及炎症因子；16S rRNA基因测序（V3-V4高变区，Illumina MiSeq平台）分析肠道菌群组成；气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）定量粪便SCFAs（乙酸、丙酸、丁酸）；AutoDock Vina进行分子对接模拟SCFAs与GPR41/43的相互作用；贝叶斯结构方程模型（BSEM）构建因果路径分析；qRT-PCR和Western blot检测肝脏PI3K/AKT通路相关基因和蛋白表达。
**研究结果**
**3.1 T2DM大鼠病理表现的改善**：通过每周监测FBG和体重，以及OGTT和HOMA-IR计算，发现CM和FCM干预显著降低T2DM大鼠FBG（分别降至模型组的79.6%和70.8%），改善体重减轻，提高OGTT，降低HOMA-IR，并升高血清GLP-1水平（p < 0.05）。
**3.2 T2DM大鼠血脂和炎症因子的改善**：通过血清生化分析，FCM和CM显著降低TG、LDL-C，FCM和Met升高HDL-C；三者均降低TNF-α，FCM和Met还降低IL-1β和IL-6（p < 0.05），提示FCM在改善血脂和抗炎方面优于CM但弱于Met。
**3.3 T2DM大鼠肝脏和胰腺病理损伤修复**：H&E染色及组织病理学评分显示，CM、FCM和Met均显著减轻肝脏和胰腺组织损伤，改善细胞结构，减少炎症细胞浸润。
**3.4 PI3K/AKT通路相关因子表达升高**：qRT-PCR显示CM、FCM和Met上调IRS-2、PI3K、AKT的mRNA表达；Western blot显示总蛋白水平不变，但磷酸化水平（p-IRS-2、p-PI3K、p-AKT）显著升高，FCM和Met还显著提高p-IRS-2/IRS-2和p-AKT/AKT比值。
**3.5 肠道微生物群组成调节**：16S rRNA测序分析显示，CM和FCM提高α多样性（Chao1、ACE、Shannon指数），FCM和Met使β多样性向正常对照组偏移。在门水平，FCM降低厚壁菌门/拟杆菌门（F/B）比值和变形菌门丰度，升高拟杆菌门。在属水平，FCM独特富集阿克曼氏菌、布劳特氏菌、梭菌UCG-014和瘤胃球菌，同时降低有害菌如棒状杆菌和肠球菌；CM则增加乳杆菌、克里斯滕森菌科R-7群等。LEfSe分析鉴定出各组差异富集的分类群。
**3.6 肠道SCFA含量恢复**：GC-FID检测显示，FCM和CM显著升高乙酸、丙酸和丁酸水平，FCM效果与Met相当，且优于CM。
**3.7 SCFAs与蛋白质的分子对接**：分子对接模拟表明，乙酸、丙酸、丁酸均能稳定对接入GPR41和GPR43的活性口袋，结合能分别为-14.40至-18.20 kJ/mol（GPR41）和-13.65至-15.71 kJ/mol（GPR43），丁酸与GPR41亲和力最强，丙酸与GPR43亲和力最强。
**3.8 T2DM大鼠肠道菌群与T2DM判定指标、SCFAs水平、PI3K/AKT信号通路相关指标的相关性**：Spearman相关分析显示，梭菌UCG-014和瘤胃球菌与FBG、AUC-Glucose、HOMA-IR、TG、LDL-C及多种SCFAs和PI3K/AKT通路磷酸化指标呈显著正相关，提示其关键调节作用。
**3.9 贝叶斯结构方程模型**：BSEM模型（PSRF=1.02，PPP=0.87，RMSEA=0.065，CFI=0.92）量化了因果路径：CM/FCM干预显著促进SCFA产生菌和肠道稳态辅助菌的丰度（FCM对SCFA产生菌的路径系数=0.58，p<0.0001），这些菌群驱动SCFAs积累，进而显著上调GLP-1表达（丁酸路径系数=0.52，p<0.0001），随后激活PI3K/AKT通路（路径系数=0.68，p<0.0001），最终改善血糖代谢。
**讨论与结论**
讨论部分指出，CM和FCM通过调节肠道菌群-SCFA-GLP-1轴激活PI3K/AKT信号通路，改善T2DM症状。分子对接和BSEM模型从原子和系统层面验证了SCFAs与GPR41/43结合、促进GLP-1分泌、激活下游通路的机制。FCM的优越疗效可能源于其“合生元”特性：骆驼奶中的天然寡糖和糖蛋白作为益生元，与发酵菌株协同促进有益菌增殖。研究还指出，Spearman相关分析未进行多重检验校正，但基于生物学网络关联性和假设驱动设计，结果具有合理性。讨论部分强调了未来需通过临床实验、FMT动物模型和活性肽鉴定来进一步验证。
结论部分（翻译）：总之，研究人员的研究表明，CM和FCM的干预均能有效改善HFD/STZ诱导大鼠的T2DM症状。值得注意的是，FCM在多个参数上表现出优于CM的治疗效果，但其效力通常低于阳性对照二甲双胍。这些有益效应体现在减轻肝脏和胰腺组织病理损伤、抑制全身炎症以及恢复葡萄糖和脂质代谢稳态。机制上，CM和FCM干预重新平衡了肠道微生物群并提高了肠道SCFA水平，随后促进了GLP-1分泌并激活了PI3K/AKT信号通路，从而缓解了T2DM症状。本研究为CM产品的多层面治疗机制提供了新的见解。未来的研究有必要鉴定调节肠道微生物群的具体生物活性成分，并阐明连接微生物群来源SCFAs与GLP-1/PI3K/AKT信号轴激活的精确分子相互作用。
