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目的:糖尿病认知功能障碍以学习记忆能力损害为主,最终导致痴呆,其发病机制尚未阐明,亦缺乏行之有效的防治手段。突触是神经系统结构和功能的基础、神经元之间信息传递的重要通道,突触可塑性与学习记忆密切相关。MAPK/ERK通路在海马突触可塑性中起关键作用,该信号通路是高度保守的三级激酶级联信号,即Ras/MEK/ERK,其中MEK1是ERK激活所需的高选择性激酶,是该通路激活的重要中间环节。本研究重点观察糖尿病大鼠发生认知障碍时海马MEK1的变化以及丁苯酞对糖尿病大鼠认知障碍的影响,有可能发现丁苯酞新的治疗靶点,对糖尿病认知障碍的防治具有重要的理论与实际意义。方法:通过一次性腹腔注射大剂量链脲佐菌素(STZ,60mg.kg-1,i.p.)建立1型糖尿病大鼠模型,并设立正常对照组。72h鼠尾静脉取血测定血糖,≥16.7mmol/L为造模成功。随后将糖尿病大鼠随机分为糖尿病对照组,丁苯酞低剂量干预组(60mg.kg-1.d-1,i.g.),丁苯酞高剂量干预组(120mg.kg-1.d-1,i.g.)。每周测大鼠体重及血糖,血糖<16.7mmol/L则剔除。第12W行Morris水迷宫学习记忆行为学测试,之后称体重、测血糖,麻醉后处死大鼠,留取海马组织。HE染色观察海马组织形态,免疫组织化学染色、逆转录多聚酶链反应法(RT-PCR)与蛋白质免疫印迹法(Western-blot)检测大鼠海马组织中MEK1mRNA和p-MEK1蛋白的表达水平。结果:1一般情况正常对照组大鼠体重平稳增长,精神状况良好,毛色正常。而糖尿病大鼠则出现消瘦,精神萎靡,毛色枯黄无光泽,尿量、饮水量、进食量、明显增多。2血糖及体重变化注射STZ前,正常对照组与糖尿病模型组大鼠血糖均正常,差异无统计学意义(7.19±0.92mmol/L比7.34±0.77mmol/L P>0.05);两组大鼠体重差异无统计学意义(148.06±7.53g比149.28±4.29g,P>0.05)。注射STZ成模后6W末和12W末,相比正常对照组大鼠,糖尿病对照组、丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组血糖均显著增高(P<0.01),但体重明显低于同期正常对照组大鼠,差异有统计学意义(P <0.01);而糖尿病对照组、丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组大鼠之间血糖相比及体重相比,差异均无统计学意义(P>0.05)。3Morris水迷宫测试结果3.1大鼠基础游泳速度测试结果水迷宫测试前,在正常对照组、糖尿病对照组、丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组中每组随机抽取5只大鼠自由游泳60S,测定基础游泳速度。结果显示,4组大鼠之间游泳速度的差别不具有统计学意(28.23±1.64cm/s,29.79±2.34cm/s,30.10±3.19cm/s分别比30.77±2.60cm/s,P>0.05),所以本实验不考虑大鼠个体游泳速度的因素。3.2定位航行测试结果与正常对照组相比,糖尿病对照组、丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组大鼠逃避潜伏期均明显延长,差异具有统计学意义(P <0.05),证明糖尿病大鼠出现了认知障碍;与糖尿病对照组相比,丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组大鼠逃避潜伏期明显缩短,差异具有统计学意义(P <0.05);丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组大鼠的逃避潜伏期在第1天和第2天无显著差异,从第3天到第5天丁苯酞高剂量组大鼠的逃避潜伏期相比丁苯酞低剂量组明显缩短,差异具有统计学意义(P <0.05);连续5天的测试结果显示,4个测试组大鼠的逃避潜伏期均逐渐缩短,均为第1天>第2天>第3天>第4天>第5天,差异具有统计学意义(P <0.05)。3.3空间探索测试结果与正常对照组相比,糖尿病对照组、丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组大鼠穿越平台的次数明显减少(3.17±0.61,9.17±1.72,12.67±1.78分别比16.33±2.71,P<0.05);与糖尿病对照组相比,丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组大鼠穿越平台的次数显著增加,差异有统计学意义(P <0.05);与丁苯酞低剂量组相比,丁苯酞高剂量组大鼠穿越平台次数明显增加,差异有统计学意义(P <0.05)。4HE染色结果正常对照组大鼠海马CA1区细胞排列整齐,神经元核大而圆;糖尿病对照组大鼠海马CA1区细胞排列紊乱,数目减少,细胞核着色加深,有些神经元细胞出现质、核界限不清,甚至空泡变性;丁苯酞干预组上述改变较糖尿病组明显减轻,且120mg.kg-1丁苯酞干预组优于60mg.kg-1丁苯酞干预组。5免疫组化染色结果与正常对照组相比,糖尿病对照组、丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组大鼠海马组织中p-MEK1蛋白表达明显减少(平均光密度值为0.14±0.00,0.25±0.02,0.34±0.02分别比0.41±0.02,P<0.05);与糖尿病对照组相比,丁苯酞低剂量组、丁苯酞高剂量组大鼠海马组织中p-MEK1蛋白表达显著增加,差异有统计学意义(P<0.05);与丁苯酞低剂量组相比,丁苯酞高剂量组大鼠海马组织中p-MEK1蛋白表达量显著增加,差异有统计学意义(P<0.05)。6基因表达结果RT-PCR显示:与正常对照组相比,糖尿病对照组、丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组大鼠海马组织中MEK1mRNA表达量均明显减少(0.16±0.00,0.25±0.00,0.33±0.01分别比0.40±0.01,P<0.05);与糖尿病对照组相比,丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组大鼠海马组织中MEK1mRNA表达量均显著增加,差异有统计学意义(P<0.05);与丁苯酞低剂量组相比,丁苯酞高剂量组海马组织中MEK1mRNA表达量显著增加,差异有统计学意义(P <0.05)。7蛋白表达结果Western-blot显示:与正常对照组相比,糖尿病对照组、丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组大鼠海马组织中p-MEK1蛋白表达量明显减少(0.21±0.00,0.41±0.00,0.52±0.01分别比0.64±0.01,P<0.05);与糖尿病对照组相比,丁苯酞低剂量组、丁苯酞高剂量组大鼠海马组织中p-MEK1蛋白表达量显著增加,差异有统计学意义(P<0.05);与丁苯酞低剂量组相比,丁苯酞高剂量组大鼠海马组织中p-MEK1蛋白表达量显著增加,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:1成模第12周糖尿病大鼠学习记忆能力明显下降,同时海马组织中p-MEK1的表达减少。提示p-MEK1表达减少可能是糖尿病大鼠发生认知障碍的潜在机制。2丁苯酞使糖尿病大鼠海马组织p-MEK1的表达增加、学习记忆能力提高,对认知障碍有一定的预防作用,可能与其上调海马p-MEK1的表达,激活了MAPK/ERK信号通路有关。3另外本研究结果显示,高剂量丁苯酞(120mg.kg-1)对糖尿病认知障碍的预防作用优于低剂量(60mg.kg-1)。