东西方膳食结构存在一定的差异,膳食中蛋白种类和含量不同。西方膳食中肉类比重较大,且以鸡肉,牛肉为主;东方膳食肉类蛋白比重低,且以猪肉为主。肉蛋白中富含色氨酸,色氨酸经肠道微生物代谢生成的产物对机体健康有重要影响。由于不同种类蛋白质的色氨酸含量及被消化吸收程度不同,到达大肠后的含量不同,因此对肠道微生物区系组成和代谢影响不同,但具体会产生怎样的影响以及相关机制研究甚少,有待进一步研究。因此,有必要研究不同种类和含量蛋白摄入对肠道微生物及其代谢物的调控机制,从而探究膳食蛋白、肠道微生物及其代谢物之间的内在关系,为指导合理膳食提供一定的理论依据。针对以上问题,本研究采用人体实验结合动物实验的手段,首先对膳食结构不同的人群进行调查研究,探究膳食结构对人体肠道微生物组成及色氨酸代谢物和短链脂肪酸产生是否有影响。进一步通过大鼠实验,设计不同膳食蛋白组,探究膳食蛋白对肠道微生物组成及色氨酸代谢物的产生和代谢的调控机制。具体研究内容如下:1.不同肉类蛋白摄入对人体肠道微生物及色氨酸代谢物产生的影响为了探究膳食结构对人体肠道微生物及其代谢物产生的影响。本章通过在临床试验中心注册,招募符合要求的健康志愿者。根据膳食结构将志愿者分为A组和B组,其中A组食用鸡肉较多,B组食用猪肉较多。在不进行饮食干预的情况下无菌采集其粪便样本,提取DNA,进行16S rRNA基因测序得到粪便菌群结构。测定粪便短链脂肪酸和色氨酸代谢物含量,并和微生物结果进行关联分析,找出其联系。结果表明,与B组相比,A组粪便中粪臭素和吲哚含量均最高,差异显著（P<0.05）。两组粪便中乙酸、丙酸、异戊酸、总短链脂肪酸和支链脂肪酸有显著差异（P<0.05）,且A组这几种酸都比B组多。与A组相比,以猪肉为主要肉类蛋白的B组肠道微生物的多样性降低。A组和B组相比厚壁菌门和拟杆菌门的比值增加。B组相对丰度较高的菌依次是拟杆菌属（Bacteroides）、粪杆菌属（Faecalbacterium）、罗斯氏菌（Roseburia）、小杆菌属（Dialister）、瘤胃球菌2（Ruminococcus 2）。A组相对丰度较高的依次是普雷沃菌9（Prevotella9）、小杆菌属（Dialister）、粪杆菌属（Faecalibacterium）、巨球型菌（Megasphaera）、普雷沃菌2（Prevotella 2）。将这些代谢物与粪便微生物进行关联分析,发现在A组中丰度高的微生物（如普雷沃菌9、普雷沃菌2）与这些代谢物呈正相关,而在B组中丰度高的微生物（如拟杆菌属、粪杆菌属、罗斯氏菌）与这些代谢物呈负相关。2.膳食蛋白对大鼠肠道微生物组成及色氨酸代谢的影响为了进一步对第一章结果进行验证,探究不同膳食结构人群肠道微生物和代谢物组成的不同是否由于膳食蛋白的组成和含量的不同所导致的。本章采用高脂不同种类和含量蛋白的饲料饲喂Wistar大鼠12周后,采集盲肠,结肠内容物和粪便,研究膳食蛋白对大鼠盲肠和结肠微生物组成,色氨酸代谢物（粪臭素和吲哚）和短链脂肪酸含量以及粪便粪臭素、吲哚含量的影响,从而找出与粪臭素和吲哚产生相关的微生物,探究大鼠肠道微生物与粪臭素产生的作用机制。结果表明,饲喂大鼠12周后,高脂组的粪臭素和吲哚含量均比低脂组高。高猪肉蛋白组（HFHP）粪便中的粪臭素和吲哚含量最高,与高鸡肉蛋白组（HFHCH）,高酪蛋白组（HFHC）和低猪肉蛋白组（HFLP）均有显著差异（P<0.05）。盲肠和结肠中肉蛋白组的粪臭素和吲哚含量较高,摄入的肉蛋白越多,盲肠和结肠中的粪臭素和吲哚含量越高。与酪蛋白相比,肉类蛋白质增加了盲肠和结肠内容物中短链脂肪酸的水平。高脂猪肉蛋白膳食显著增加了盲肠中各种短链脂肪酸的水平,而高脂鸡肉蛋白膳食显著增加了盲肠中各种短链脂肪酸的水平（P<0.05）。高脂高猪肉蛋白（HFHP）和高脂高鸡肉蛋白（HFHCH）膳食增加了与粪臭素和吲哚产生相关的微生物丰度,如脱硫弧菌（Desulfovibrio）、Family ⅩⅢ AD3011 group、乳杆菌（Lactobacillus）、颤杆菌属（Oscillibacter）、瘤胃球菌 1（Ruminococcus 1）等,从而使微生物分解作用增强,使肠道中粪臭素和吲哚含量增加。3.膳食蛋白对粪臭素代谢的调控机制研究上一章我们从微生物的角度探究了膳食对大鼠色氨酸代谢物产生的影响。本章我们以血清、脂肪和肝脏为研究对象,测定粪臭素和吲哚在血清和脂肪中的含量以及肝脏中代谢粪臭素和吲哚相关酶的活性,转录水平和蛋白水平的表达,进一步从代谢酶的角度探究膳食对大鼠色氨酸代谢物产生的影响机制。结果表明,酪蛋白膳食（HFLC和HFHC）会增加血清中的吲哚含量,减少其在脂肪中的堆积。高脂高鸡肉和高脂高猪肉膳食组（HFHCH和HFHP）脂肪中粪臭素含量更高。这两种膳食通过抑制CYP2E1和CYP1A2酶的活性,降低其对粪臭素和吲哚的代谢作用,从而使粪臭素和吲哚在脂肪中的堆积增加。