高果糖摄入对小鼠肠道微生物结构的影响开题报告

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1. 研究目的与意义

果糖是左旋性的六碳酮糖，是葡萄糖的同分异构体，为最甜的天然甜味剂。在日常生活中，果糖的摄入量逐渐增加，导致肥胖、Ⅱ型糖尿病和代谢综合征等流行病的患病人数大幅度增加。一般情况下，肠道菌群与人体和外部环境保持着一个平衡状态，对人体的健康起着重要作用，但是这种平衡在某些情况下，可被打破，形成肠道菌群失调，表现为肠道菌群在种类、数量、比例、定位和生物学特性上的变化。近几十年来利用小鼠模型的研究表明，肠道微生物结构在免疫系统的发展、维护和免疫应答的调节方面具有重要作用。本实验通过研究高果糖饮食下小鼠肠道微生物结构是否发生改变，进一步探索肠道微生物结构改变是否引起肠道免疫功能失衡，并揭示与该模型小鼠发生代谢紊乱的关系。

2. 国内外研究现状分析

饮食中大量营养成分的类型、数量及平衡会影响肠道微生物的组成和数量；同样微生物会影响食物消化效率，并根据膳食底物产生特定的代谢产物，从而影响其他微生物及宿主健康。在美国，肥胖、Ⅱ型糖尿病和代谢综合征等流行病的患病人数大幅度增加，所以有研究认为是果糖摄人量的增加导致了此类病的患病率的增加。Astrid Spruss等人的研究进一步表明，富含碳水化合物特别是果糖的饮食可能与非酒精性脂肪肝病的发展有关，可能增加疾病后期阶段发展的可能性（如非酒精性脂肪性肝炎）。他们的研究数据与Suganthi等人和Busserolles等人的发现一样，支持果糖至少是部分通过涉及肠道细菌过度生长和肠道通透性增加以及内毒素血症的机制来损害肝脏这一假说。但果糖导致细菌过度生长和/或肠道通透性增加的潜在机制仍有待确定。

正常情况下。肠道菌群、宿主和外部环境建立起一个动态的生态平衡，对人体的健康起着重要作用。肠道微生物结构失调会引起机体免疫功能下降，引发疾病或加重病情。科学家们在研究肥胖及其相关代谢性疾病的过程中发现，在患有肥胖、糖尿病或者非酒精性脂肪肝的动物或成人身上，都伴随着肠道菌群数量或组成的变化。经过进一步的实验，Cani等人发现肠道革兰阴性菌菌体细胞壁组分之一脂多糖（LPS）会促进肥胖及代谢紊乱状态的发展，是联系肠道菌群与肥胖及代谢疾病的主要因素之一。此外，梁庆红等人层通过对肠道菌群失调小鼠模型的对照研究，还发现肠道菌群失调可以降低机体体液免疫、细胞免疫以及非特异性免疫功能，可以降低机体造血功能。

3. 研究的基本内容与计划

本研究拟用高果糖饮食饲喂小鼠，从而探索高果糖饮食对小鼠肠道微生物结构的影响，研究高果糖饮食对肠道中哪些细菌有明显的影响作用，从微生态学角度探讨肠道菌群在高果糖饮食诱导下的动态变化及其原因。并探索肠道微生物结构改变与肠道免疫功能失衡及模型小鼠发生代谢紊乱之间关系，为以肠道微生物为靶点进行的果糖摄入干预提供理论参考。

4. 研究创新点

肠道微生物结构失调和高果糖摄入均与肥胖、糖尿病、非酒精性脂肪肝、冠心病、动脉粥样硬化等多种代谢疾病关系密切，这些代谢疾病已成为现代社会重要健康问题之一。例如，肥胖会使肠道内微生态环境发生改变，硬壁菌门细菌的比例增加，拟杆菌门细菌丰度降低。肠道微生物结构影响着宿主的脂肪代谢和储存以及能量平衡的调控，所以肠道微生物结构可能是在高果糖摄入与遗传体质相互作用下致使肥胖及相关的代谢性疾病发生的一个重要中间环节。

但目前，人类高果糖摄入干预肠道微生物的资料较为匮乏，且受试机体少，受试时间多为短期，对于果糖调节肠道微生态的作用机制仍没有合理解答。所以本实验对此进行进一步进行研究。