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近年来我国肥胖和2型糖尿病等代谢综合征激增,已成为全球糖尿病的第一大国。胰岛素抵抗是代谢综合征的主要发病基础,因此,有效干预胰岛素抵抗具有重要意义。西方医学之父希波克拉底在公元前提出的“让食物成为你的药品,药品应该是你的食物”,与我国传统医学的“药食同源”如出一辙,诠释了食物与药品的辩证关系,为探索食物干预胰岛素抵抗的研究奠定了基础。大麦的种植量在我国位居前四,其富含多种生物活性成分,是谷物中的全价营养食物。大麦中β-葡聚糖以及多酚化合物等营养组分具有抗氧化、降糖降脂等功效,而通过乳酸菌发酵可望进一步提升大麦的生物活性与益生功能,有效干预胰岛素抵抗和缓解代谢综合征,为我国大麦资源的高效利用独辟新径。本论文以大麦为原料,采用植物乳杆菌发酵,制备植物乳杆菌发酵大麦提取物(LFBE),通过营养型肥胖大鼠模型和HepG2胰岛素抵抗细胞模型研究LFBE对胰岛素抵抗的干预作用及可能的机制。主要研究内容及结果如下:1.对比研究大麦发酵前后提取物中主要成分的变化。结果表明:未发酵大麦提取物(RBE)中蛋白质、总酚、β-葡聚糖以及总糖含量分别为13.94%、8.96 mg/g、4.83%和 64.94%; LFBE 中蛋白质(34.94%)、总酚(13.61 mg/g)和 β-葡聚糖(13.44%)的含量均显著高于未发酵大麦提取物(RBE),而总糖(35.44%)含量显著低于RBE。植物乳杆菌发酵大麦对酚酸含量影响较为显著,其中没食子酸、香豆酸、阿魏酸及香草酸含量均明显增加。2.采用营养型肥胖大鼠模型研究LFBE对胰岛素抵抗的干预作用。结果表明:(1) LFBE能显著降低营养型肥胖大鼠的体重、Lee’s指数和体脂肪含量,同时还能降低其血清胰岛素水平和提高糖耐量,说明LFBE可以减缓肥胖大鼠体重的增加、改善糖代谢紊乱和胰岛素抵抗症状。(2) LFBE能显著降低肥胖大鼠血清和肝脏总甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)含量,抑制肥胖大鼠肝脏脂肪积累,说明LFBE可以改善肥胖大鼠脂代谢紊乱,抑制脂肪肝的形成。(3) LFBE可增强机体的抗氧化能力,抑制促炎因子的表达,抑制NF-κB和c-Jun氨基末端激酶(JNK)/p38介导的丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路,从而改善胰岛素抵抗症状。(4)对比研究了 LFBE与吡格列酮干预肥胖大鼠胰岛素抵抗的异同作用。结果表明,LFBE和吡格列酮均能缓解肥胖大鼠胰岛素抵抗症状,且能上调IκB-α的表达和下调NF-κB的表达水平;吡格列酮对下调脂肪组织中p-JNK和p-p38的表达、减缓体重和体脂肪含量的增加并无显著作用,而LFBE则可下调脂肪组织中p-JNK和p-p38的表达,显著减缓体重和体脂肪含量的增加,抑制脂肪肝形成。3.采用棕榈酸建立HepG2细胞胰岛素抵抗模型,研究LFBE中干预胰岛素抵抗的主要活性组分。结果表明:LFBE中蛋白质、β-葡聚糖、多酚化合物、阿魏酸和香草酸都能一定程度增加胰岛素抵抗细胞的葡萄糖消耗量,其中香草酸对葡萄糖消耗量的增加效果最为显著。LFBE和香草酸能够显著降低胰岛素抵抗细胞中脂质含量、促炎因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表达,其机制与抑制JNK和p38的磷酸化、调节MAPK信号通路活力有关。4.采用microRNA基因芯片、实时荧光定量PCR以及生物信息学技术,研究LFBE对肥胖大鼠肝脏microRNA表达的影响,探索其作用机制。结果表明:microRNA芯片筛选发现模型组大鼠和正常组大鼠肝脏中有18个差异表达的microRNAs,模型组大鼠和LFBE组大鼠肝脏中有15个差异表达microRNAs。而KEGG数据库分析发现与胰岛素抵抗相关的途径主要是rno04010: MAPK signaling pathway 和 mo04911: Insulin secretion。推测 LFBE 可通过调节肥胖大鼠肝脏miR-34a-5p和miR-212-3p的表达干预胰岛素抵抗。5.采用荧光素酶报告基因和体外转染实验并结合HepG2细胞胰岛素抵抗模型,验证LFBE和香草酸通过调节miR-212表达干预胰岛素抵抗的分子机制。结果表明:(1) HepG2细胞转染WT-DUSP9 3’-UTR的荧光素酶报告载体时,细胞的荧光素酶活性明显下降,显著低于对照组,HepG2细胞转染MUT-DUSP9 3’-UTR的荧光素酶报告载体时,与对照组相比,细胞的荧光素酶活性无明显变化,说明DUSP9是miR-212的靶基因。(2)转染miR-212 mimics的HepG2细胞中,DUSP9的mRNA及蛋白水平均显著下降,而转染miR-212 inhibitor的HepG2细胞中,DUSP9的mRNA及蛋白水平均显著上升,说明miR-212可负向调控DUSP9的mRNA和蛋白表达水平。(3) miR-212 mimics能显著减少模型细胞葡萄糖消耗量,增加脂质积累,导致DUSP9的mRNA和蛋白质的表达减少;miR-212 inhibitor可增加模型细胞葡萄消耗量和减少脂质积累,导致DUSP9的mRNA和蛋白质的表达增加。(4) LFBE和香草酸可通过下调模型细胞中miR-212和上调DUSP9的表达干预胰岛素抵抗。