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【研究背景与目的】硫化氢（Hydrogen sulfide,H2S）可以拮抗糖尿病性认知功能障碍（diabetes-associated cognitive dysfunction,DACD）,但具体机制尚未完全阐明。脑内Warburg效应对突触可塑性和学习记忆具有重要的调节作用,且我们已证实H2S可增强糖尿病大鼠海马Warburg效应。PI3K/AKT信号的激活可促进Warburg效应,且H2S可激活脑内PI3K/AKT信号。因此,我们将通过认知行为学和突触可塑性两方面探讨海马PI3K/AKT-Warburg轴是否介导H2S的抗DACD作用。【方法】1.大鼠一次性腹腔注射链脲佐菌素（STZ,55mg/kg）复制糖尿病大鼠模型;2.Y迷宫试验、新颖物体识别试验和Morris水迷宫试验检测大鼠认知功能;3.透射电镜检测海马突触超微结构;4.蛋白免疫印迹法（Western blot）检测Warburg效应相关酶[己糖激酶II（Hexokinase II,HK-II）、丙酮酸激酶M2型（Pyruvate kinase M2,PKM2）、丙酮酸脱氢酶激酶1（Pyruvate dehydrogenase kinase 1,PDK-1）、丙酮酸脱氢酶（Pyruvate dehydrogenase,PDH）、乳酸脱氢酶A（Lactate dehydrogenase A,LDHA）]和突触可塑性相关蛋白[突触后致密蛋白-95（Postsynaptic density protein-95,PSD95）和突触蛋白-1（Synapsin-1）]的表达。5.乳酸试剂盒检测海马组织乳酸含量。【结果】1.Warburg效应抑制剂二氯乙酸盐（dichloroacetate,DCA）取消H2S对STZ诱导的糖尿病大鼠海马Warburg效应的增强作用Warburg效应抑制剂DCA（50mg/kg）逆转NaHS（H2S供体,100μmol/kg）对STZ诱导的糖尿病大鼠海马PDK1和LDHA蛋白表达水平的上调作用、对PDH蛋白表达的下调作用、对海马乳酸含量的增加作用;且DCA不影响NaHS对STZ诱导的糖尿病大鼠海马HK2和PKM2（位于DCA作用点PDK1的上游）蛋白表达水平的上调作用。这些结果表明DCA可取消H2S对STZ诱导的糖尿病大鼠海马Warburg效应的增强作用。2.DCA取消H2S对STZ诱导的糖尿病大鼠认知行为的改善作用DCA逆转NaHS对STZ诱导的糖尿病大鼠在Y迷宫中自发交替率的上调作用、在NOR中分辨指数的增加作用。在水迷宫中,DCA取消NaHS对STZ诱导的糖尿病大鼠在获得性训练期中游泳路线的简化效果和找到平台潜伏期的减少作用、在空间探查期中目标象限停留时间百分比和穿过逃逸平台的次数的增加作用。综上表明抑制海马Warburg效应取消H2S对STZ诱导的糖尿病大鼠认知行为的改善作用。3.DCA取消H2S对STZ诱导的糖尿病大鼠海马突触可塑性的改善作用DCA逆转NaHS对STZ诱导的糖尿病大鼠海马Synapsin-1和PSD-95蛋白表达水平的上调作用、对CA1区,CA3区中突触密度、突触活性区长度和突触后致密物厚度的增加作用、以及对突触间隙宽度的减少作用,表明阻断海马Warburg效应取消H2S对STZ诱导的糖尿病大鼠海马突触可塑性的改善作用。4.PI3K/AKT通路抑制剂LY294002取消H2S对STZ诱导的糖尿病大鼠海马Warburg效应的增强作用LY294002显著逆转NaHS对SZT诱导的糖尿病大鼠海马HK-2、PKM2、PDK1和LDHA蛋白表达水平的上调作用、对PDH蛋白表达的下调作用、对海马乳酸含量的增加作用;表明阻断海马PI3K/AKT通路取消H2S对STZ诱导的糖尿病大鼠海马Warburg效应的增强作用。5.PI3K/AKT通路抑制剂LY294002取消H2S对STZ诱导的糖尿病大鼠认知行为的改善作用LY294002逆转NaHS对STZ诱导的糖尿病大鼠在Y迷宫中自发交替率的上调作用、在NOR中分辨指数的增加作用。在水迷宫中,DCA取消NaHS对STZ诱导的糖尿病大鼠在获得性训练期中游泳路线的简化效果和找到平台潜伏期的减少作用、在空间探查期中目标象限停留时间百分比和穿过逃逸平台的次数的增加作用。综上表明抑制海马PI3K/AKT通路取消H2S对STZ诱导的糖尿病大鼠认知行为的改善作用。6.PI3K/AKT通路抑制剂LY294002取消H2S对STZ诱导的糖尿病大鼠海马突触可塑性的改善作用LY294002逆转NaHS对STZ诱导的糖尿病大鼠海马Synapsin-1和PSD-95蛋白表达水平的上调作用、对CA1区,CA3区中突触密度、突触活性区长度和突触后致密物厚度的增加作用、以及对突触间隙宽度的减少作用,表明阻断海马PI3K/AKT通路取消H2S对STZ诱导的糖尿病大鼠海马突触可塑性的改善作用。【结论】海马PI3K/AKT-Warburg轴介导H2S的抗DACD作用。