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目的:观察牛磺酸对2型糖尿病周围神经病变(Diabetic peripheral neuropathy,DPN)大鼠受损轴突修复的促进作用,探讨其分子调控机制。材料和方法:60只成年SPF级SD雄鼠,体重140-180 g。随机分为对照组(Con)和DPN模型组。正常组12只,模型组48只,高脂高糖饮食4周后,注射小剂量链脲佐菌素(Streptozocin,STZ)诱导DPN模型。将DPN大鼠随机分为四组。模型组饮水中持续添加不同浓度的牛磺酸。八周后每组各取3只用4%多聚甲醛灌流处死,提取坐骨神经备用,每组各取1只提取坐骨神经并快速置于2.5%戊二醛中,其余大鼠断头处死,低温下快速提取坐骨神经置于-80oC保存。采用透射电镜和免疫荧光技术观察轴突变化。采用Western Blot方法检测GAP-43、NGF、TrkA/p-TrkA、Akt/p-Akt、mTOR/p-mTOR蛋白表达的变化。体外细胞实验,用50 mM高糖(High glucose,HG)对施旺细胞(Schwann cells,SCs)进行染毒,之后用10mM、20mM和40mM牛磺酸进行处理,测量SCs中NGF的表达。用Western blot方法检测大鼠背根神经节(Dorsal root ganglion,DRG)神经元中相关蛋白的表达。对于细胞通路的研究,在DRG神经元中分别添加antiNGF、K252a、MK2206、Rapamycin干预。用免疫荧光染色技术观察DRG神经元轴突的生长。选用Graphpad Prism 5统计分析软件,对实验结果进行统计学分析。结果:1.牛磺酸对DPN大鼠体重、血糖、胰岛素抵抗及电生理学指标的影响牛磺酸干预前DPN鼠体重与Con组比显著降低,血糖明显升高,运动神经传导潜伏期显著延长,运动神经传导速度减慢,差异均有统计学意义(p<0.05);牛磺酸干预8周后,各牛磺酸组大鼠体重与DPN组比增加,血糖降低,胰岛素抵抗程度降低,运动神经传导潜伏期缩短,MCV增快,且差异均有统计学意义(p<0.05)。2.牛磺酸对DPN大鼠坐骨神经轴突损伤的影响透射电镜结果显示,DPN组大鼠坐骨神经轴突较对照组轴突直径明显减小(p<0.05),各牛磺酸组坐骨神经轴突直径依次增大(p<0.05)。免疫荧光双染结果显示,DPN组的SMI312荧光强度较Con组显著降低(p<0.05),各牛磺酸干预组则依次增强(p<0.05)。GAP-43蛋白表达结果与免疫荧光染色结果趋势一致。细胞实验中,DRG神经元的免疫荧光双染显示轴突长度及GAP-43蛋白表达与体内显示相同趋势。3.牛磺酸干预DPN大鼠血清和坐骨神经中NGF和TrkA的改变ELISA测血清中NGF含量显示,DPN组大鼠血清中NGF含量明显降低(p<0.05),各牛磺酸组依次增加(p<0.05)。坐骨神经中各组NGF含量与血清中趋势一致。各组SCs及培养基上清中NGF浓度与大鼠体内趋势相同。DPN组坐骨神经TrkA的磷酸化水平较Con组显著降低(p<0.05),在各牛磺酸组中则依次升高(p<0.05)。DRG神经元p-TrkA的表达水平也表现了相同的趋势,然而在牛磺酸干预组中添加NGF的中和抗体后,p-TrkA的蛋白表达水平显著降低(p<0.05),并接近HG组。4.牛磺酸干预DPN大鼠坐骨神经中Akt/mTOR信号通路的改变DPN组大鼠坐骨神经p-Akt表达水平较Con组显著降低(p<0.05),各牛磺酸组则依次升高(p<0.05)。各组DRG神经元Akt的表达水平与大鼠坐骨神经趋势相同,然而K252a干预后,p-Akt表达水平则显著降低(p<0.05)。各组大鼠坐骨神经和DRG神经元中p-mTOR的表达水平趋势与p-Akt相同。5.牛磺酸通过NGF促进DRG神经元轴突生长免疫荧光染色结果显示,添加NGF后,HG对神经元的生长抑制作用减弱,轴突长度较HG组显著增加(p<0.05)。同样地,在NGF-Ab干预后,牛磺酸促进DRG神经元轴突生长的作用被阻断,轴突长度和牛磺酸组比显著减短(p<0.05)。各组DRG神经元GAP-43蛋白的表达与荧光染色结果趋势相同。6.牛磺酸通过NGF依赖性Akt/mTOR信号通路促进DRG神经元轴突生长免疫荧光显示,分别用K252a、MK2206和Rapamycin干预细胞后,牛磺酸促进轴突生长的作用均被抑制,轴突长度显著缩短(p<0.05)。各组GAP-43蛋白的表达结果与免疫荧光染色结果趋势一致。结论:1.牛磺酸促进DPN大鼠坐骨神经受损轴突再生修复;2.牛磺酸上调DPN大鼠坐骨神经NGF蛋白表达;3.牛磺酸通过NGF依赖的Akt/mTOR信号通路,促进DPN大鼠坐骨神经轴突的再生修复。