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【研究背景】胰岛素过量致死的死亡机制可被基本分为:严重低血糖脑损伤致中枢神经系统（Central nervous system,CNS）功能衰竭、胰岛素制剂成分过敏引起的过敏性休克、肺栓塞等。其中,严重的低血糖脑损伤致CNS功能衰竭是主要的致死机制。故而对胰岛素过量后CNS的研究有助于深入挖掘、发现其确切的病理生理学过程,进而寻找到相对稳定的诊断指标。由于胰岛素是人体生理情况即可产生的内源性物质,且其释放入血后降解速度快,所以胰岛素杀人存在一定的隐匿性。再者,死后血液自溶会破坏胰岛素的结构,使得胰岛检测浓度降低。分子标记物,是能够客观反应病理生理或药理过程的特征性指标,可用于疾病筛查、诊断、表征和监测。通过蛋白质组学,胰岛素过量低血糖脑损伤分子机制能进一步被阐明,并可能获得特异性分子标记物,对其法医病理诊断具有实际意义。代谢型谷氨酸受体4（Metabotropic glutamate receptor 4,m Glu R4）属于Ⅲ类代谢型谷氨酸受体。m Glu R4在大鼠脑内于大脑皮质、纹状体、基底节、海马、丘脑、小脑、脊髓均有分布,其中在小脑皮质、基底节、丘脑某些感觉延迟核团和部分海马区域有较强的分布。m Glu R4可影响学习、记忆、恐惧习得等认知活动,并且与多种疾病相关。蛋白质组学筛查显示m Glu R4在急性低血糖脑损伤时升高,复苏7天后降低,显示出与损伤的相关性。因此,作为胰岛素过量低血糖脑损伤的潜在生物标记物,m Glu R4在胰岛素过量低血糖脑损伤中是否具有一定的诊断意义,以及m Glu R4潜在的病理生理学作用,具有重要研究价值。【研究目的】1、研究大鼠低血糖脑损伤后m Glu R4的表达规律;2、对m Glu R4在大鼠低血糖脑损伤发生、发展过程中的功能进行初步探究;4、对m Glu R4作为胰岛素过量致死的分子标记物的应用价值进行探讨。【研究方法】1、实验分组分为对照组、急性低血糖脑损伤组及复苏组,使用成年雄性SpragueDawley（SD）大鼠,参照Auer经典模型并进行适当改良,建立大鼠胰岛素过量致低血糖脑损伤模型。对复苏组利用特异性m Glu R4正变构调节剂（Positive allosteric modulators,PAMs）Lu AF21934,以10mg/kg进行单次或连续7天干预。2、收集低血糖脑损伤后急性组、复苏组的大鼠脑组织,通过苏木素伊红染色（hematoxylin＆eosin staining,HE染色）评估其病理改变情况,验证模型可行性;利用Western Blot检测大鼠低血糖脑损伤后海马、皮质脑组织中m Glu R4表达量的变化;利用免疫荧光双标检测海马区域神经元内m Glu R4的空间表达情况,分析m Glu R4表达水平变化与低血糖脑损伤发展的关系。3、收集单次、连续7天Lu AF21934干预组的大鼠脑组织,利用Western Blot检测大鼠低血糖脑损伤后单次干预7天、连续干预7天Caspase 3表达量的变化;利用TUNEL染色方法,评估海马、皮质的细胞凋亡水平,探究m Glu R4在低血糖脑损伤后继发性损伤中的功能。【研究结果】1、实验组大鼠在注射胰岛素后,血糖降至3.0 mmol/L以下时,发生昏迷,呼吸浅慢甚至暂停,部分大鼠伴有肢体屈曲、角弓反张、抽搐痉挛、尿失禁等反应。脑电图（Electroencephalogram,EEG）在注射胰岛素后约1h呈现平波。2、低血糖急性期,大脑皮质脑水肿严重,神经元肿胀;急性低血糖组CA1区及CA3区神经元水肿明显,齿状回（Dentate gyrus,DG）颗粒细胞致密。复苏组大脑皮质部分神经元皱缩,皮质浅层神经元坏死,病变程度较急性低血糖组轻;海马DG脊部位的颗粒神经元脱失,并且我们亦观察到CA1区及CA3区发生了迟发性神经元坏死过Western Blot结果显示海马组织急性组m Glu R4表达水平升高,复苏组回落至和对照组无统计学差异的水平。皮质各组间无统计学差异。在Neu N及m Glu R4免疫荧光双标染色中,可以看见在海马DG、CA1、CA3,急性低血糖组m Glu R4阳性均有所增加,而复苏组又回落至与对照组无明显差异的水平。3、Western Blot检测结果显示:单次及连续7天Lu AF21934干预组（I组、K组）均相较溶剂组Caspase 3（cysteine-aspartic acid protease 3）表达量降低,I组和K组之间无显著性差异。I组、K组较溶剂组海马区域细胞凋亡情况减弱,皮质细胞凋亡状况差异不明显。【研究结论】1、mGluR4在急性低血糖脑损伤组海马组织中上调,其在海马DG、CA1、CA3区表达增强,而后在复苏组下降,指示低血糖脑损伤中m Glu R4的变化与兴奋性毒性损伤具有一定相关性;2、mGlu R4的功能增强减轻低血糖诱发的迟发性的细胞凋亡效应,对低血糖脑损伤后的海马组织起到一定保护作用。3、mGlu R4在急性低血糖损伤的表达升高可能是神经元面对兴奋性毒性的保护机制之一,可能与低血糖脑损伤的特殊代谢改变有关,具有成为胰岛素过量致低血糖脑损伤低血糖脑损伤分子标记物的价值。