茶叶因其独特的风味和有益健康的作用而成为全世界最受欢迎的饮料之一。聚酯型儿茶素A（Theasinensin A，TSA）是由表没食子儿茶素没食子酸酯（Epigallocatechin Gallate，EGCG）通过联苯键连接形成的一类儿茶素二聚体，主要存在于乌龙茶和红茶等发酵茶中。与其它儿茶素二聚体如原花青素和茶黄素相比较，TSA具有更强的黄烷间键能和更紧凑的立体构型，因此TSA可具有不同的体内代谢途径和活性效应。TSA已被初步证明具有潜在的抗氧化、抗炎症、抗肥胖和降血糖生物活性作用。例如，含有TSA的饮食可以降低KK-A^y小鼠血清葡萄糖水平和Sprague-Dawley大鼠肝脏甘油三酯含量。尽管TSA的降糖作用已得到初步证实，但其在糖尿病（Diabetes Mellitus，DM）的作用效果的研究相对较少，潜在作用机制仍有待进一步研究。

糖尿病不仅是目前人类历史上影响最大的慢性疾病之一，同时也是全球公共卫生问题中最重要的一环。根据国际糖尿病联盟最新统计数据显示，当下全球20-79岁人群中糖尿病发病率约为10%, 其中我国患病人数约为1.41亿，表明我国糖尿病防治工作形势严峻。糖尿病主要分为1型糖尿病（Type 1 Diabetes Mellitus，T1DM）和2型糖尿病（Type 2 Diabetes Mellitus，T2DM），其中T2DM约占总糖尿病人数的90%以上。T1DM是一种以机体胰岛素绝对缺乏为特征的自身免疫性疾病，T2DM则可被认为是一种因胰岛素抵抗而引起胰岛素相对缺乏为特征的后天获得性疾病。尽管糖尿病的类型存在差异，但它们均罹患典型的因糖脂代谢障碍造成的机体循环水平上的血糖和游离脂肪酸含量异常升高。在糖尿病患者中，胰岛素经典信号通路——胰岛素受体底物（Insulin Receptor Substrate，IRS）/磷酸肌苷3-激酶（Phosphoinositide 3-Kinase，PI3K）/蛋白激酶B（Protein Kinase，AKT）往往因胰岛素缺乏或抵抗等因素而受到不断地抑制。IRS/PI3K/AKT通路信号传递受阻不仅会导致下游肝细胞、肌肉细胞和脂肪细胞的葡萄糖转运蛋白表达和激活受到抑制，还会加强肝细胞糖异生和脂质合成，以及脂肪细胞的脂质分解。值得注意的是，随着脂肪细胞的脂质分解产生的靶向肝脏的游离脂肪酸含量不断增加，肝脏最终表现出严重的异位脂肪堆积。这种异常的异位脂肪堆积往往又会进一步损害肝脏胰岛素信号通路的激活，因此糖尿病患者的糖脂代谢失调往往容易陷入恶性循坏。所以，糖尿病患者的IRS/PI3K/AKT信号通路的重新激活可被视为恢复胰岛素敏感性和糖脂代谢稳态的手段之一。

机体胃肠道在代谢稳态中发挥着重要而独特的作用。首先，位于肠道的肠内分泌L细胞可在食物摄入或肠道微生物的作用下产生胰高血糖素样肽1（Glucagon-like Peptide 1，GLP-1）。GLP-1通过与机体内部各细胞膜表面的GLP-1受体（GLP-1R）结合起到增强胰岛素分泌、调节食欲和维持葡萄糖稳态等作用。已有临床研究发现，相比较单胰岛素给药治疗，GLP-1R激动剂的给药能够更有效地缓解糖尿病患者肥胖、高血糖、高血压和高血脂等糖尿病典型症状。例如，典型的GLP-1R激动剂——阿必鲁泰（Albiglutide）已被发现可以通过替代餐后胰岛素或减少T2DM患者餐后胰岛素注射次数来实现更加的血糖控制效果。其次，定殖于胃肠道的肠道微生物群是人体中最重要和最复杂的微生态系统。肠道菌群被认为与肠道屏障完整性、机体代谢稳态和能量吸收有关。近年来众多研究亦强调机体代谢紊乱和肠道菌群紊乱之间的相关性，肠道菌群的紊乱存在于多种慢性疾病当中，如肥胖、糖尿病和动脉粥样硬化等。糖尿病患者的肠道菌群往往表现出促炎性细菌增多、产丁酸盐的厚壁菌门和潜在的下一代益生菌Akkermansia muciniphila的丰度降低。因此恢复紊乱的肠道功能及菌群也是另一个改善糖尿病症状的关键因素。饮食成分的改变往往会引起肠道菌群结构的变化，已有报道发现茶与其功能活性成分可以通过调控紊乱的肠道菌群来改善糖尿病症状。

基于以上，南京农业大学曾晓雄教授课题组与湖南农业大学刘仲华院士课题组合作，首先以高脂饮食联同链脲佐菌素构造糖尿病模型小鼠，再通过连续6周灌胃TSA（25、50和100mg/kg）和二甲双胍（Metformin，MET，300mg/kg，阳性对照），研究TSA对小鼠糖尿病症状的改善作用及其潜在的相关机制。

糖尿病最典型的症状为体内异常升高的血糖水平，DM组糖尿病小鼠空腹血糖显著高于NC组小鼠，而低中高三种剂量TSA均能显著降低糖尿病小鼠空腹血糖（图1B）。口服糖耐量曲线线下面积亦表明，糖尿病小鼠对葡萄糖耐受能力低，同样低中高三种剂量TSA均能提升糖尿病小鼠糖耐受能力（图1C-D）。此外，低中高剂量TSA还可显著改善糖尿病小鼠多饮多食症状，并且高剂量TSA与MET作用效果相似（图1E-H）。

TSA改善糖尿病小鼠异常血浆生化指标

在脂质代谢方面，DM组糖尿病小鼠血浆中的TC、TG、HDL-C和LDL-C的含量显著高于NC组小鼠（图2A-D），表明糖尿病小鼠发生脂代谢紊乱。结果表明，中剂量TSA组小鼠血浆TG含量显著下降（图2B），高剂量TSA组小鼠血浆HDL-C含量显著上升（图2C），此外低中高剂量的TSA处理均能显著降低糖尿病小鼠血浆中LDL-C的含量（图2D）。TSA能改善糖尿病小鼠血浆脂质指标异常。

在炎症细胞因子方面，DM组糖尿病小鼠血浆中的TNF-a、IL-1b、IL-6和IL-10的含量与NC小鼠相比显著增加（图2E-H），表明糖尿病小鼠具有严重的全身性炎症。低中高剂量的TSA均显著降低糖尿病小鼠血浆TNF-a含量（图2E），并且降低幅度优于MET。但TSA对糖尿病小鼠血浆IL-1b、IL-6和IL-10含量没有显著影响（图2F-H）。此外虽然DM组小鼠血浆LPS含量与NC组小鼠相比没有明显差异，但是TSA的干预显著降低糖尿病小鼠血浆LPS的水平（图2I）。TSA能一定程度上缓解糖尿病小鼠全身性炎症。

DM组糖尿病小鼠血浆胰岛素和GLP-1的含量明显低于NC组（图2J和K），表明糖尿病小鼠体内糖脂代谢调控异常。TSA明显提高糖尿病小鼠血浆胰岛素的含量，并且高剂量TSA展现出更好的提升效果，可使糖尿病小鼠胰岛素水平接近对照组的水平（图2J）。此外，中、高剂量TSA亦显著提高糖尿病小鼠血浆中GLP-1含量（图2K）。

基于肝脏形态学观察结果发现DM组糖尿病小鼠肝脏质量和体积较大，并且还显示出严重的肝脏脂肪变性、炎症细胞的聚集和肝细胞气球化病变（图3A-B）。此外结合油红O染色和肝脏甘油三酯含量测定，再次佐证糖尿病小鼠肝脏具有明显的异位脂肪堆积（图3A和C）。虽然各组血浆中AST含量没有差异，但DM组糖尿病小鼠血浆中ALT的含量明显高于NC组（图3D和E），表明虽然糖尿病小鼠的肝脏损伤较为严重，但没有进一步发展至细胞器水平。低中高剂量TSA均能降低糖尿病小鼠肝脏体积和重量、脂肪变性程度、炎症细胞聚集、肝细胞气球样病变、肝脏TG含量和血浆ALT含量，并且高剂量TSA展现出更好的缓解效果。

TSA恢复肝脏GLP1R-IRS/PI3K/AKT/GLUT2信号通路

考虑到胰岛素和GLP-1是维持机体糖脂代谢稳态的重要激素，因此进一步研究肝脏对这两种激素的响应情况（图3F），结果发现，与NC组小鼠相比DM组糖尿病小鼠的IRS1、IRS2、PIK3R1、PIK3CA、PIK3CB、AKT2和GLUT2的基因表达受到显著抑制，表明糖尿病小鼠胰岛素经典信号通路传递受阻。低中高剂量TSA均会提高糖尿病小鼠肝脏IRS1和IRS2的基因表达，中、高剂量TSA则会进一步显著提高糖尿病小鼠PIK3R1和PIK3CB的基因表达，虽然只有中剂量TSA显著提高AKT1的基因表达，以及高剂量TSA显著提高AKT2的基因表达，但最终TSA对GLUT2的基因表达具有剂量依赖性提升。此外，虽然GLP-1R的表达在糖尿病小鼠肝脏和正常小鼠肝脏间没有差异，但是中高剂量的TSA可显著上调GLP-1R的基因表达。以上结果表明，TSA可以恢复肝脏对胰岛素和GLP-1的敏感性响应，并进一步有利于机体糖脂代谢稳态的恢复。

TSA调控糖尿病小鼠肠道菌群结构

通过16s rRNA基因测序技术分析各组小鼠肠道菌群结构的差异。与NC组小鼠相比，DM组糖尿病小鼠肠道菌群表现出厚壁菌门的丰度显著增加和拟杆菌门的丰度显著降低，而MET和高剂量TSA可显著逆转糖尿病小鼠厚壁菌门的丰度升高（图4A-B）。为了更详细地观察肠道微生物群组成的变化，作者采用了方差分析和线性判别分析效应大小（LEfSe）分析来选择判定变化显著的属水平细菌。结果发现，相比较低和中剂量TSA，高剂量TSA具有更为明显的调控作用。高剂量TSA显著降低Acetatifactor、Anaerotruncus、Bilophila、Butyricoccus、Clostridium_IV、Clostridium_XIVa、Clostridium_XVIII、Desulfovibrio、Oscillibacter、Peptococcus、Pseudoflavonifrator和Erysipelotrichaceae_incertae_sedis的相对丰度（图4C）。此外值得注意的是，只有MET和高剂量TSA可以显著上调Akkermansia的相对丰度（相对丰度占比最高可达到约40%）（图4C）。Spearman相关分析被用来连接肠道微生物群和本实验中测量的所有指标，结果发现Oscillibacter、Acetatifactor、Anaerotruncus和Pseudoflavonifactor的相对丰度与体重、肝脏重量、FBG、TC、LDL-C、TNF-、IL-6和ALT的含量呈正相关，与胰岛素水平和肝脏IRS和GLUT2的基因表达呈负相关。