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研究题目
肠道菌群在食源性二氧化钛颗粒影响2型糖尿病发病中的作用与机制研究
研究的重要性
近年来，食源性二氧化钛（TiO₂）颗粒作为食品添加剂在食品工业中的广泛使用引起了广泛关注。TiO₂颗粒的长期摄入可能通过改变肠道菌群组成和功能对宿主代谢产生深远影响。与此同时，肠道菌群在2型糖尿病（T2DM）的发生、发展中的关键作用已被多项研究证实。因此，揭示TiO₂颗粒对肠道菌群及其代谢通路的影响，并阐明其与T2DM发病机制之间的关联，是探索2型糖尿病新型防治策略的关键科学问题。
目前研究现状与不足
现状：
TiO₂颗粒已被证实可通过破坏肠道黏液屏障、诱导低度炎症以及改变肠道菌群结构，引发多种代谢紊乱和炎症性疾病 (Zhu et al., 2020)。
肠道菌群失调与T2DM的胰岛素抵抗、慢性炎症以及肠屏障功能受损密切相关 (Wu et al., 2020)。
不足：
尚缺乏针对TiO₂颗粒如何通过肠道菌群调控T2DM发病机制的深入研究。
现有研究多集中于动物实验模型，而缺乏多层次的机制研究（如菌群-代谢-免疫通路）。
研究难点与创新点
研究难点：
食源性TiO₂颗粒在体内的生物分布和代谢影响机制复杂，如何精准捕获其作用通路仍具挑战。
肠道菌群多样性与功能的动态变化难以全面解析，尤其在病理状态下。
创新点：
通过基因组测序和代谢组学，系统揭示TiO₂颗粒如何通过肠道菌群介导炎症与代谢紊乱。
探索益生菌或微生态调节剂作为应对TiO₂颗粒负面作用的潜在干预策略 (Zhao et al., 2021)。
拟解决的科学问题
TiO₂颗粒如何改变肠道菌群组成及其代谢产物？
肠道菌群失调是否通过炎症和代谢通路加速T2DM的发病？
可否通过益生菌干预重塑肠道微生态以减缓或逆转TiO₂颗粒的负面影响？
科学假说
食源性二氧化钛颗粒通过破坏肠道屏障、改变肠道菌群多样性及其代谢产物，激活低度炎症并加重胰岛素抵抗，从而促进T2DM的发生发展。
假说成立的科学意义
若假说成立，将：
为2型糖尿病的病因学研究提供新视角，揭示肠道微生态在环境暴露中的作用。
推动食品添加剂的安全性评估和监管政策改进。
提供基于益生菌或微生态调控的T2DM干预新策略。
2020年后的核心英文参考文献
Zhu, X., Zhao, L., Liu, Z., et al. (2020). Long-term exposure to titanium dioxide nanoparticles promotes diet-induced obesity through exacerbating intestinal mucus layer damage and microbiota dysbiosis. Nano Research, 14, 1512-1522. 链接
Wu, H., Tremaroli, V., Schmidt, C., et al. (2020). The Gut Microbiota in Prediabetes and Diabetes: A Population-Based Cross-Sectional Study. Cell Metabolism. 链接
Gurung, M., Li, Z., You, H., et al. (2020). Role of gut microbiota in type 2 diabetes pathophysiology. EBioMedicine, 51. 链接
Gao, Y., Li, T., Duan, S., et al. (2020). Impact of titanium dioxide nanoparticles on intestinal community in TNBS-induced acute colitis mice. Nanoscale. 链接
Cao, X., Han, Y., Gu, M., et al. (2020). Foodborne Titanium Dioxide Nanoparticles Induce Stronger Adverse Effects in Obese Mice. Small. 链接
Zhao, Y., Liu, S., Tang, Y., et al. (2021). Lactobacillus rhamnosus GG ameliorated long-term exposure to TiO₂ nanoparticles. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 链接
Lin, H., Tan, J., Wang, J., et al. (2023). Subchronic Oral Toxicity Study of Food-Related Titanium Dioxide Nanoparticles. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 链接
Yang, G., Wei, J., Liu, P., et al. (2021). Role of the gut microbiota in type 2 diabetes and related diseases. Metabolism: Clinical and Experimental. 链接
Zhou, Z., Sun, B., Yu, D., et al. (2022). Gut Microbiota: An Important Player in Type 2 Diabetes Mellitus. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 链接
Zhang, C., Ma, S., Wu, J., et al. (2020). Gut microbiota and metabolomic profiles shifts related to antidiabetic action. Pharmacological Research. 链接
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