肥胖是当今威胁全球人类健康的十大杀手之一，会增加糖尿病、心血管疾病、癌症等疾病的发生率，严重威胁人类的健康。因此，寻找副作用低的天然产物活性物质预防和降低肥胖发生风险十分必要。植物多糖对糖脂代谢和能量代谢的调节作用是近年来相关领域的研究热点之一。山药是传统的药食同源植物，山药多糖对脂代谢的调节作用已经被国内外的许多学者通过动物实验初步证实，但是对于山药多糖调节脂代谢的作用机制和构效关系仍不明确，且山药多糖在胃肠道中的消化特性也需要进一步探究。本论文从铁棍山药中分离纯化出均一多糖组分CYP-A，对其一级结构、热稳定性和溶液行为进行了系统研究，同时建立体外消化及发酵模型，探究其体外消化和酵解特性，最后通过肥胖小鼠模型研究CYP-A在体内对脂代谢和肠道内环境的调节作用，并对其可能的分子作用机制进行探讨。论文主要研究内容和结果如下： （1）首先通过葡聚糖G-200凝胶色谱柱和DEAE-52离子色谱柱分离纯化得到分子量为3.16×103kDa的均一组分CYP-A。CYP-A由鼠李糖、阿拉伯糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸构成，摩尔比为3.79∶9.17∶16.68∶18.81∶30.24∶3.30∶1。结合单糖组成、高碘酸氧化＆Smith降解和二维核磁波谱分析，结果表明CYP-A是由T-α-D-Glcp、1,2-α-L-Rhap、1,4-β-D-Xylp、1,4-α-D-GalpA6Me、1,2,6-α-D-Galp以及1,2-α-L-Araf糖苷键链接而成的具有三股螺旋的酸性多糖。热重分析仪和差示扫描量热仪分析结果显示CYP-A具有良好的热稳定性，原子力显微镜观察显示CYP-A分子形态展现出柔性链状或网状，具有分支结构。 （2）体外模拟消化实验结果表明经胃、肠液消化后，CYP-A的分子量分别减少48049Da和19053Da。结合单糖组成和还原糖含量变化分析CYP-A在体外模拟胃肠液消化后，非游离单糖的还原糖含量增加。傅里叶红外光谱结果显示CYP-A在胃液消化过程中酯化度增加，消化6h后酯化度为39.04%，在肠液消化过程中官能团吸收未见明显变化。扫描电镜结果显示CYP-A经胃液消化后表面出现网络结构和孔隙，而经肠液消化后CYP-A表面呈现“蜂窝状”结构。CYP-A的体外酵解特性研究结果表明：CYP-A在体外酵解24-48h内被肠道微生物利用率达到最大，并且发现CYP-A酵解后发酵体系中腐胺、色胺、甘氨酸、丙氨酸、苯乙酸、丙二酸、5-氨基戊酸、己二酸、十八碳二烯酸、乙醇酸等小分子物质增加，推测CYP-A可以作为益生元被肠道微生物利用。 （3）利用构建的高脂饮食肥胖C57BL/6J小鼠模型，研究了CYP-A对肥胖小鼠的肠道内微生态环境的影响。微生物组学实验结果表明，CYP-A干预能够降低肥胖小鼠肠道中的厚壁菌门（Firmicutes）/拟杆菌门（Bacteroidetes）（F/B）值、瘤胃球菌（Ruminococcus）、脱硫弧菌（Desulfovibrionaceae）和经黏液真杆菌（Blautia）丰度，增加毛螺菌（Lachnospiraaceae）、毛螺菌_NK4A136_组（Lachnospiraceae_NK4A136_group）、Muribaculaece、瘤胃球菌_UCG-014（Ruminococcaceae_UCG-014）丰度。代谢组学实验结果显示CYP-A干预使肥胖小鼠中与脂代谢异常相关的代谢产物丙酰基肉碱、别异亮氨酸和氨基己二酸含量减少，泛醌-4含量增加。代谢组学和微生物组学相关性分析结果表明，肥胖小鼠肠道内容物中脱硫弧菌属（Desulfovibrionaceae）的丰度与丙酰肉碱、别异亮氨酸、氨基己二酸含量呈正相关，但与泛醌-4水平呈负相关，而Desulfovibrionaceae丰度经CYP-A干预后丰度降低。KEGG注释分析、富集分析以及拓扑分析结果显示，CYP-A可能主要通过影响赖氨酸生物合成、赖氨酸降解、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢等多条氨基酸代谢通路调节肝脏脂质代谢。 （4）通过构建高脂饮食肥胖C57BL/6J小鼠模型，研究了CYP-A对肥胖小鼠脂代谢的影响。实验结果表明，连续干预8周后，CYP-A干预显著降低了肥胖小鼠血清中总胆固醇（TC）、总甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白（LDL-C）水平。病理组织切片H＆E染色结果表明CYP-A干预缓解了肥胖小鼠肝脏中脂质的积累现象，减少了肥胖小鼠肾周脂肪细胞的体积。蛋白质免疫印迹实验结果表明CYP-A干预减少因高脂膳食引起的小鼠肝脏中脂质过氧化PPARα信号通路中相关蛋白PPARα、EHHADH、SCP-2的表达，同时减少肥胖小鼠肝脏中脂质合成过程中SCD-1和FADS2蛋白的表达。代谢组学和脂代谢参数的相关分析结果发现，丙酰基肉碱、别异亮氨酸和氨基己二酸的含量与小鼠体重、血清中TG含量、SCD-1表达水平正显著相关，而丙酰基肉碱、别异亮氨酸和氨基己二酸的含量经CYP-A干预后减少。综上表明，与正常小鼠相比，肥胖小鼠的肠道菌群结构和代谢产物种类、含量均发生一定变化，而山药多糖（CYP-A）干预后能够调节肥胖小鼠肠道微生态内环境，抑制PPARα信号通路脂质过氧化和脂质合成相关蛋白的表达，从而调节脂质代谢。山药多糖能够通过调节肠道微生态环境调节脂质代谢，其分子作用机制与调节小鼠肝脏PPARα信号通路相关，研究结果为山药多糖作为脂代谢调节剂的开发奠定了理论基础，同时为其他多糖脂代谢的研究提供了借鉴。
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