当野生小鼠的神经轴突受到切割损伤等各种外伤断裂时,远端轴突由于得不到胞体的营养支持,会很快发生变性、解体。残骸由施万细胞和巨噬细胞吞噬清除,并向近端轴突发展,接近胞体的轴突断伤可使胞体坏死。这是许多轴突变性的共同终点,又称华勒变性(Wallerian degeneration)。早期华勒变性通常发生在受损的24小时内。但是当其第4号染色体远端发生显性突变后就会产生例外,即在受损后不发生快速的华勒变性,而是延迟至3周后发生,这一现象被称为缓慢华勒变性(slow Wallerian degeneration, Wlds)。Wlds小鼠发现于1989年。大量的研究已证实,Wlds小鼠对于各种中枢神经系统和外周神经系统疾病造成的损伤均有一定的抵抗能力。Wlds编码一种融合蛋白,又称Wlds蛋白,系由氨基端的Ube4b(ubiquitination factor E4B)或Ufd2a(ubiquitin fusion degradation protein2a)、羧基端的Nmnat-1(nicotinamide mononucleotide adenylyltransferase-1)和中间18个氨基酸的连接蛋白所组成。Wlds蛋白的羧基端Nmnat-1为重要的功能成分,是NAD+(nicotinamide adenine dinucleotide)合成过程中的关键酶,能以尼克酰胺为底物合成NAD+,可以在短期内上调受损神经细胞内的NAD+水平,延缓NAD+的下降；同时还能激活其下游的沉默信息调节因子1(silent information regulator1, SIRT1),延缓华勒变性的发生发展。糖尿病是一种严重威胁人类健康的重大疾病,现已成为导致全球人口死亡的第四大疾病,其中超过80%的糖尿病死亡发生在低收入和中等收入国家。中国是糖尿病重灾区,目前有9240万患者,发病率居世界第一位。目前对于1型糖尿病及其并发症仍然缺乏有效的治疗措施,本课题提出调节能量代谢过程可能有益于1型糖尿病及其并发症防治的设想,并应用Wlds小鼠作为基本试验模型,开展了一系列在体和离体研究。我们通过给Wlds小鼠和野生型(WT)小鼠腹腔分别注射链脲霉素(STZ),建立1型糖尿病模型。在连续5天给予50mg/kg bw STZ注射后,发现Wlds小鼠的成模率以及Wlds小鼠成模组的空腹血糖、糖化血红蛋白水平都明显低于WT成模组；血清胰岛素水平则明显高于WT成模组；Wlds还能改善糖尿病小鼠的糖耐量受损。将Wlds小鼠胰岛细胞分离出来,通过RT-PCR证实,Wlds在Wlds小鼠胰岛细胞中也有表达,并能通过升高NAD+/NADH比率,维持ATP水平,减少凋亡,从而对胰岛细胞起到保护作用。我们还对Wlds在1型糖尿病并发症中的作用进行了进一步的研究。用150mg/kg bw的STZ处理小鼠后,可见血糖水平明显升高,但是WT和Wlds小鼠的血糖水平无明显差异。在此状况下,通过连续7周检测小鼠前爪抓力、对热刺激的反应和对Von Frey细丝机械刺激的反应,在7周末时还对进行坐骨神经、尾神经传导速度的测定。结果发现,Wlds能部分缓解糖尿病小鼠对机械刺激的反应迟钝和坐骨神经、尾神经传导速度的下降,提示Wlds能改善糖尿病小鼠感觉神经功能障碍。在WT和Wlds糖尿病小鼠血糖升高程度基本相同的情况下,我们又在7周末对各组小鼠进行视网膜图形电生理的检测,并做眼球切片HE染色和TUJl免疫组化。结果发现,Wlds能够升高NAD+/NADH比率,改善糖尿病小鼠视网膜功能障碍,阻止存活的节细胞数目的减少。在WT和Wlds糖尿病小鼠血糖升高程度基本相同的情况下,我们还对小鼠的肾功能改变及其机制进行了进一步的研究。实验结果表明,Wlds小鼠在发生糖尿病后肾功能较野生型小鼠有明显改善,这种改善与Wlds在肾脏中的表达密切相关。Wlds能抑制糖尿病小鼠肾脏中ERK和p38信号分子的激活,减缓肾小球细胞外基质增生。总之,本研究首次证明Wlds在STZ诱导的1型糖尿病中具有多重保护作用：Wlds能减少胰岛细胞的损伤,维持胰岛细胞的功能；Wlds还能缓解由高血糖诱发的糖尿病周围神经病变和糖尿病视网膜功能障碍,减轻由糖尿病引起的肾脏损害。周围神经病变、视网膜功能障碍和肾脏损害是1型糖尿病的三大主要并发症。我们的研究结果不仅有助于深刻认识糖尿病及其并发症的发病机制,同时为临床诊治提供了新的思路。