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菊粉是一种水溶性多糖,广泛存在于植物中,其中菊苣和菊芋根是菊粉最丰富的来源。因其特殊的β-（2,1）-糖苷键结构,菊粉只能在结肠中被微生物分解,使得菊粉具有调节脂质代谢、降低血糖、促进维生素及矿物质的吸收、改善人体肠道功能、预防癌症、增强机体免疫力等多种功效。菊粉由于聚合度（Degree of polymerization,DP）的不同,相应的理化性质和生理功效也发生改变。本研究利用不同聚合度的菊粉,以高脂饮食（High-fatdiet,HFD）诱导的小鼠为动物模型,通过小鼠血清、肝脏的生化指标及蛋白表达水平分析和肠道菌群及其代谢产物短链脂肪酸（Short-chain fatty acids,SCFAs）的分析结果,探讨了短链菊粉（Low-performance inulin,LPI,DP≤9）和长链菊粉（High-performance inulin,HPI,DP≥23）对高脂饮食喂养的肥胖小鼠肝脏损伤和肠道菌群紊乱的改善作用及其机制。研究结果如下:（1）HPI的补充能够更有效改善HFD诱导的小鼠肝脏损伤。连续8周用LPI和HPI对HFD小鼠进行饮食干预,对肝损伤生化指标进行检测,结果表明:LPI和HPI能够改善组织中由HFD引起的相应的酶代谢水平失调,其中,HPI显著降低了小鼠血清中肝损伤标志物天门冬氨酸氨基转移酶（AST）和丙氨酸氨基转移酶（ALT）的浓度,证明了 HPI对小鼠肝脏损伤的保护作用。此外,膳食中HPI的补充还通过显著降低小鼠肝脏中丙二醛（MDA）的含量,同时提高谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性来防止氧化损伤,进一步改善了 HFD引起的肝损伤。小鼠肝脏病理学切片的油红O和H&E染色的观察结果也更直观地证实了这些结果。由此,菊粉的保肝护肝作用与DP相关,HPI的效果更为显著。（2）连续8周的HFD喂养,小鼠表现出脂质代谢紊乱、胰岛素抵抗、氧化应激以及炎症的状况。在LPI和HPI的干预下,小鼠体重和各个部位的脂肪重量的异常增长得到抑制,其中,HPI显著降低了小鼠血清中总甘油三酯（TG）水平,有效阻止了HFD诱导下小鼠肝脏中FAS、ACC和SREBP1蛋白的过表达,说明HPI通过下调脂肪生成关键蛋白通路调节肝脏脂质代谢水平,从而缓解HFD引起的小鼠肥胖和肝脏损伤。同时,我们发现HPI的摄入对降低空腹血糖更加有效,通过激活小鼠肝脏中IRS1/PI3K/Akt通路,调节糖耐量和胰岛素敏感性,从而改善肥胖小鼠的胰岛素抵抗。此外,LPI和HPI的添加能够上调核因子NF-E2相关因子（Nrf2）在小鼠肝脏中的表达,改善肝脏的氧化应激。同时,HPI还能有效地抑制肝脏中炎症因子核因子-κB（NF-κB）和白细胞介素-6（IL-6）的表达,从而预防肥胖引发的炎症反应。以上结果表明,HPI对诱导NAFLD发生的各个因素具有良好的调节功效。（3）LPI和HPI的补充能够有效调节HFD引发的小鼠短链脂肪酸（SCFAs）代谢和肠道菌群失调。连续8周的LPI和HPI的补充改变了结肠中SCFAs的含量,其中HPI的添加使乙酸、丙酸、丁酸的浓度显著升高。通过重要变量投影（VIP）分析发现SCFAs形成与胰岛素敏感性、炎症、脂肪从头合成有关的各个因子之间存在相关关系,说明HPI通过调节SCFAs的形成,进而抑制肝脏炎症和胰岛素抵抗,从而起到预防NAFLD发生的作用。小鼠结肠内容物中微生物的16S rDNA基因序列分析显示,LPI和HPI的干预逆转了 HFD引起的厚壁菌门（Firmicutes）丰度的升高和拟杆菌门（Bacteroidetes）丰度的降低,且HPI更有效的将厚壁菌门的丰度从72.1%减低到34.5%,将拟杆菌门的丰度从19.8%增加到57.1%。同时在属水平上,乳酸杆菌属（Barnesiella Lactobacilus从8.2%到 32.3%）、拟杆菌属（Bacteroides从 1.1%到 2.4%）、艾克曼菌属（Akkermansia从0.5%到2.1%）和狄氏副拟杆菌属（Parabacteroides从0.1%到1.4%）的相对丰度显著升高,异杆菌属（Allobaculum）和梭状芽胞杆菌属（Clostridium XIVa）的相对丰度明显降低。此外,肠道中各微生物的相对丰度与SCFAs的含量之间也存在着相关关系,由此说明肠道菌群的丰度变化可能有助于调节HFD喂养小鼠的SCFAs的代谢生成。据此,菊粉对HFD诱导的小鼠肠道菌群紊乱和SCFAs代谢平衡具有调节作用,且HPI的作用效果更为突出。本研究表明菊粉对小鼠肝损伤和肠道菌群紊乱的保护调节功能与DP相关,且HPI在改善HFD诱导的小鼠脂质累积、胰岛素抵抗、炎症、SCFAs代谢、肠道菌群失衡等方面呈现出更好的效果。进一步的,本研究还为膳食益生元与肠道菌群互作调控肝脏糖脂代谢、氧化应激及炎症提供新的科学认知,并为进一步开发HPI作为新型肠道调节和功能性保肝产品提供了营养理论。