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肥胖是由基因和环境相互作用引起的多因素疾病，糖尿病是肥胖的重要并发症之一。但是目前，肥胖和糖尿病的发病机制尚不完全清楚。为研究肥胖和糖尿病发生发展过程中机体的代谢变化，本论文采用基于核磁共振(NMR)的代谢组学方法结合临床血生化与组织病理学手段，通过大鼠体液（血浆和尿样）、肝脏、肾脏、心脏、脾脏、肌肉、胰腺、肠道及其内容物（空肠、回肠、盲肠和结肠）及粪样的代谢组变化，分析了高脂饮食干预、高脂饮食和小剂量链脲佐菌素(STZ)共同作用以及小剂量STZ暴露对大鼠代谢组的影响，主要包括以下几方面内容。
第一，采用核磁共振和气相色谱质谱的方法研究了高脂饮食干预对大鼠体液和肝脏的代谢组变化规律。研究发现，高脂饮食干预引起大鼠肝脏产生明显的代谢改变，包括脂肪氧化的增加，脂肪生成与脂肪积累的增加，糖酵解的抑制，糖异生与糖原生成的上调，同时还伴随着胆碱、氨基酸和核苷酸代谢的变化。高脂饮食干预引起的尿样代谢组动态变化规律提示了肠道菌群和维生素可能在肥胖的发生发展过程中起着重要的作用。此外，高脂饮食干预引起氧化应激的增加并伴随着血浆和肝脏中多不饱和脂肪酸与单不饱和脂肪酸比值(PUFA/MUFA)的降低。本研究提示了肥胖发生发展过程中伴随着的体液以及肝脏的代谢应答规律，可能为肥胖的发生发展机制研究提供代谢组学基础数据。同时本研究也表明代谢组学是研究疾病发生发展机制的有效方法。
第二，研究了高脂饮食干预对大鼠多器官代谢组的影响。虽然并未观察到明显的组织病理改变，但是高脂饮食干预引起大鼠肾脏、心脏、脾脏、肌肉和胰腺的代谢表型产生了明显的改变。大鼠多器官代谢组改变主要包括肾脏、心脏、脾脏、肌肉核苷酸分解的加速，肾脏和脾脏细胞膜合成的抑制，心脏糖酵解的上调，肌肉三羧酸循环的下调，心脏、脾脏和肌肉能量代谢的改变，脾脏和肌肉蛋白质水解的增加与胆碱代谢的改变。这些代谢改变显示高脂饮食干预引起大鼠多器官代谢途径的改变，包括核苷酸代谢、氨基酸代谢、糖酵解、三羧酸循环和胆碱代谢，这些代谢表型变化可能与高脂饮食引起的氧化应激相关。本研究结果可以为研究高脂饮食引起的大鼠多器官的氧化损伤提供重要的代谢组学基础数据。
第三，研究了高脂饮食与小剂量STZ（25mg/kg）诱导的非糖尿病状态大鼠体液及多器官代谢组的变化。结果发现高脂饮食与小剂量STZ诱导的非糖尿病状态大鼠尿样、肝脏、肾脏、心脏和胰腺代谢组发生了改变。这些代谢变化涉及到氨基酸代谢、核苷酸代谢、能量代谢和B族维生素代谢并伴随着肠道菌群的紊乱与肝脏脂肪积累的减少。此外，本研究为全面评估高脂饮食与小剂量STZ诱导的2型糖尿病大鼠模型提供了重要的代谢组学基础数据。
第四，研究了小剂量STZ对大鼠代谢组的影响。研究结果发现小剂量STZ(25mg/kg)暴露引起大鼠血浆、尿样和多器官产生一系列的代谢改变。这些代谢变化涉及到多个代谢途径，包括氨基酸代谢、核苷酸代谢、胆碱代谢和B族维生素代谢并伴随着氧化应激的增加与肠道菌群的紊乱。此外，本研究的结果提示STZ诱导的糖尿病模型产生的代谢组改变以及并发症可能是糖尿病状态和STZ产生的直接毒性影响共同作用的结果。同时本研究增加了对STZ暴露引起的代谢组改变的认识，为全面评估STZ这种糖尿病诱导剂提供了重要的代谢组学基础数据。
综上所述，本论文系统地研究了肥胖和糖尿病发生发展过程中体液、多器官、肠道及其内容物和粪样的代谢组变化，可能为研究肥胖和糖尿病的发病机制提供有益的代谢组学基础数据。