糖尿病脑病（diabetic encephalopathy）是糖尿病中枢神经系统的并发症。目前的研究表明其主要表现为神经病理学和电生理方面的改变，包括轻至中度的大脑萎缩、白质的病变和诱发电位潜伏期的延长，但其确切的发病机制并未完全明确。近来大量研究表明，轴突病变与一系列人类的神经退行性疾病密切相关，其中包括被认为是“3型糖尿病”的阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）。轴突病变早于AD的两个特征性病理改变：老年斑（senile plaque，SP）和神经纤维缠结（neurofibrillary tangle，NTF），被认为是AD的重要发病机制之一，但是轴突病变是否参与了糖尿病脑病的发病进程却不得而知。为了探讨轴突病变在糖尿病脑病中所扮演的角色及糖尿病脑病和AD之间的关系，我们采用大剂量一次性腹腔注射链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）的方式制备糖尿病大鼠模型。在模型成功8周后，我们使用Y迷宫和交替性电刺激Y迷宫分别检测大鼠的认知功能；运用在体神经示踪技术观察海马、感觉皮层和内嗅皮层的轴突和树突的病理改变；应用免疫组织化学方法观察β-淀粉蛋白的表达和蛋白印迹技术检测tau蛋白磷酸化水平的改变。实验结果显示：糖尿病大鼠表现出明显的“三多一少”症状，即多饮、多食、多尿和体重下降，同时空腹血糖值增高。与对照组相比，糖尿病组大鼠在Y迷宫检测中表现为自发性活动减退和自主选择率降低，提示糖尿病大鼠存在空间记忆障碍；同时，在交替性电刺激Y迷宫检测中，对照组和糖尿病组的每日反应时间分别为40.4±4.3s和65.8±3.5s，对照组的主动回避率几乎是实验组的4倍，两组具有显著性差异，而两组的错误次数却无统计学差异，提示糖尿病大鼠存在工作记忆障碍，而这种障碍的主要特性表现为记忆处理速度的减缓。在体神经示踪结果发现糖尿病大鼠在海马、感觉皮层和内嗅皮层均存在明显的轴突和树突病变（axonopathy and dendropathy，其中树突病变是我们提出的新科学术语），其典型特征为肿胀的轴突、膨体和树突。相关性分析提示空腹血糖与轴突和树突病变呈正相关，认知功能与轴突和树突病变也呈正相关。免疫组织化学和蛋白印迹技术结果显示，虽然未在糖尿病组和对照组中观察到明显的老年斑和Aβ42的过表达，但是却检测到tau蛋白的过度磷酸化，其中糖尿病组的P-tau（抗ser199/202磷酸化位点的tau蛋白）在海马和皮层中的表达均高于对照组，而tau-5（总tau）水平只在海马中的表达高于对照组。综上结果提示，轴突和树突病变（也可以统称为“神经突起病变”）参与糖尿病脑病的病理机制，与认知功能障碍相关。因此，轴突和树突病变以及特定位点的tau蛋白过度磷酸化（而不是Aβ的聚集）可能在糖尿病脑病的发病机制中扮演着重要的角色，同时也可能是联系糖尿病脑病与AD之间的一个重要的神经病理改变，为糖尿病作为AD发病的一个重要危险因子提供了新的证据。