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目的:糖尿病脑病(Diabetic encephalopathy,DE)是糖尿病导致的中枢神经系统并发症,以学习记忆能力下降等认知功能障碍为主要临床表现。诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)具有独特的多潜能分化及自我更新能力,其对阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease,AD)等神经退行性疾病具有良好疗效,目前尚缺对DE的治疗研究。因此,本课题通过建立DE大鼠模型,并行脑立体定位注射iPSCs,观察DE大鼠脑组织Aβ沉积、Tau蛋白磷酸化水平和小胶质细胞表达变化,以及学习、记忆等认知功能改善情况,为iPSCs治疗DE提供依据。方法:4周龄健康雄性SD大鼠30只,12只为对照组(WT组)基础饲料喂养,18只为造模组(DM组)高脂高糖饲料喂养1个月后DM组腹腔注射链脲佐菌素(35mg/kg溶于0.1mmol/L柠檬酸钠缓冲液,调节PH4.2-4.5)建立2型糖尿病(T2DM)模型,3个月后两组随机各取6只大鼠,Morris水迷宫行为学测试和脑组织免疫荧光染色(Aβ、p-Tau和小胶质细胞)示DM组大鼠DE模型建立成功后,将剩余DM组大鼠分为iPSCs移植治疗组(DT组,N=6)和生理盐水对照组(DN组,N=6),DT组侧脑室注射2μl iPSCs(1*106/ml),DN组注射等量生理盐水,1个月后三组大鼠行Morris水迷宫行为学测试评估学习记忆及认知功能,脑组织免疫荧光染色评估脑组织病理改变。结果:1.DM组空腹血糖和体重情况:DM组造模4周后血糖持续处于高水平(19.3mmol/L)与WT组空腹血糖(5.2 mmol/L)比较,差异具有统计学意义(P<0.0001);DM组8周后体重(383.4±6.7g)降低与WT组(410.4±8.3g)比较,差异具有统计学意义(P<0.001)。2.DE模型建立后认知功能及脑组织病理改变情况:DM组与WT组比较,Morris水迷宫第4天的逃避潜伏期明显延长(26.8s vs 13.3s),在目标象限游泳时间占总游泳时间的百分比明显降低(26.6%vs 45.2%),穿越平台次数明显减少(3.5vs 10.8),差异均具有统计学意义(P<0.01)。免疫荧光染色示DM组海马和皮层出现Aβ沉积,WT组未见Aβ表达;DM组较WT组Tau蛋白磷酸化水平和小胶质细胞表达水平明显增高,差异均具有统计学意义(P<0.01)。3.iPSCs移植治疗后大鼠认知功能及脑组织病理改变情况:DT组与DN组比较,Morris水迷宫第4天的逃避潜伏期明显降低(18.3s vs 41.7s),在目标象限游泳时间占总游泳时间的百分比明显增高(34.2%vs 18.0%),穿越平台次数明显增加(6.8 vs 2.7),差异均具有统计学意义(P<0.05)。免疫荧光染色示DT组较DN组海马和皮层Aβ表达明显减少;DT组较DN组Tau蛋白磷酸化水平、小胶质细胞表达水平明显降低,差异均具有统计学意义(P<0.05)。4.iPSCs移植治疗后大鼠认知功能及脑组织病理改变情况:DT组与WT组比较,Morris水迷宫第4天的逃避潜伏期增高(18.3s vs 13.3s),在目标象限游泳时间占总游泳时间的百分比降低(34.2%vs 44.2%),穿越平台次数减少(6.8 vs 10.3),差异均无统计学意义(P>0.05)。免疫荧光染色示两组海马和皮层均未见Aβ沉积,DT组与WT组比较,皮层Tau蛋白磷酸化水平、海马和皮层小胶质细胞表达水平略增高,差异均无统计学意义(P>0.05),海马Tau蛋白磷酸化水平增高,差异有统计学意义(P<0.01)。结论:1.长期糖尿病可导致大鼠学习、记忆等认知功能障碍,糖尿病大鼠海马区和大脑皮层出现Aβ沉积、Tau蛋白磷酸化水平增高及小胶质细胞增生活跃等类AD样病理改变,是其病理基础。2.iPSCs移植治疗可改善DE大鼠认知功能,可能是通过减少脑内Aβ沉积、降低Tau蛋白磷酸化、减轻小胶质细胞增生反应等发挥作用。