糖尿病大鼠认知功能改善及对 Notch1和Hes1蛋白表达的影响
时间：2019-11-09 阅读：1495
小檗碱对糖尿病大鼠认知功能改善及对Notch1和Hes1蛋白表达的影响
摘要：目的:研究小檗碱对糖尿病大鼠空间学习记忆障碍的改善作用以及糖尿病大鼠海马区神经元的凋亡影响。 方法:制备STZ诱导的糖尿病大鼠模型，以60 mg/kg剂量的小檗碱治疗6周，检测其体重和空腹血糖水平,Morris水迷宫 实验评价大鼠学习记忆能力；尼氏染色观察大鼠海马区病理改变;TUNEL染色检测大鼠海马神经元凋亡;Western Blot检 测海马中Caspase3、Bcl-2、Notch1和Hes1蛋白的表达水平。结果：与模型组相比，小檗碱降低糖尿病大鼠血糖『27. 53 ?.69) v.s. (26. 81 ?.07) mmol/L,P>0. 05],但无统计学差异；小檗碱改善糖尿病大鼠空间记忆障碍（P <0.05);小 檗碱干预后，大鼠海马区神经元细胞排列紧密,细胞形态清晰，正常形态细胞明显增多；小檗碱降低海马区神经元的凋亡 水平（P <0.05),小檗碱组鼠大脑海马组织中Notch信号通路相关蛋白Hes1水平相对于模型组组均明显降低（P< 0.05)。结论:小檗碱调节海马组织中Notch1和Hes1蛋白而改善糖尿病大鼠认知功能障碍。
关键词：小檗碱;糖尿病大鼠;认知功能;神经元;凋亡
糖尿病脑病（diabetic encephalopathy, DE)是以认 知功能障碍为主要特点的糖尿病并发症，主要表现为 学习记忆能力的减退和空间定向困难。DE的发病机制十分复杂，目前有多种解释都集中于高血糖或血糖 波动状态介导的氣化应激、内质网应激和炎症反应等 多因素诱导海马神经元凋亡从而导致DE1。DE与阿 尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD)患者有着类似的 临床表现，并且相似的病理改变，如脑内淀粉样肽的生 成、脑内炎症和氣化应激反应2 ,有研究表明3糖尿病 患者有更高的风险患有AD。并且DE所引起的认知 功能障碍起病时比较隐匿，因此，深入研究DE的早期 防治措施，对DE的预防和治疗具有重要意义。
小檗碱为异喹啉类生物碱化合物，临床上主要用于 治疗胃肠道疾病，还具有抗心律失常、抗高血压、抗心力 衰竭、抗炎、抗肿瘤的作用。本文主要探讨小檗碱对DE 大鼠认知障碍的改善作用及神经保护作用机制。
- 实验材料
- 仪器与试剂 LEICACM1950冰冻切片机（德国 莱卡），荧光显微镜（日本奥林巴斯BX61) , Morris水迷 宫（上海欣软），链脈佐菌素（STZ) (Cayman Chemical 公司）；细胞凋亡检测试剂盒（TUNEL) (Cell Signaling 科技有限公司）苏木精、伊红、二甲苯、95 %c乙醇等均 为国产试剂。
- 2 实验动物清洁级雄性SD大鼠30只，体质量 170 ~200 g,由辽宁省实验动物中心提供，合格证号为 SCXK(辽）2015 - 0001 (辽宁长生生物技术有限公 司），动物单笼喂养，自由摄食摄水。
讨论
小檗碱对糖尿病并发症以及对多种认知障碍动物 模型发挥药理作用4-9。Morris水迷宫实验验证了 6 周糖尿病大鼠的出现认知障碍；与糖尿病组比较，小檗 碱治疗的大鼠显著缩短了寻找隐藏平台的时间和路 程，表明小檗碱可以改善糖尿病大鼠的空间学习记忆 障碍。
海马是中枢神经系统内构成记忆回路的重要结 构，在学习、记忆和内脏活动中发挥重要作用。小檗碱 能透过血脑屏障直接作用于皮层和海马神经元[10]。 尼氏染色实验结果显示，与模型组比较，小檗碱组大鼠 海马CA1区细胞形态有所改善。TUNEL与NeuN染 色实验表明，与模型组比较，小檗碱组降低了海马齿状
回颗粒细胞下层中凋亡细胞的比例。
I型糖尿病大鼠海马区神经细胞的凋亡导致神经 细胞密度降低，并与其认知功能障碍有关[11]。Caspase 是一切凋亡信号转导的共同通路一旦被激活，凋亡常 难以避免[12] , Bcl -2作为Bcl -2家族抑制凋亡成员 之_。小檗碱能抑制糖尿病大鼠海马组织中Caspase -3表达的升高，同时降低Bcl -2表达，以上结果提 示小檗碱能够抑制糖尿病大鼠海马区神经元凋亡，具 有_定的神经保护作用。
Notch信号通路在神经元发育成熟、神经再生以 及神经元凋亡方面以及神经行为的建立和神经退行性 病变也有着密切的联系[13]。通过对Alzheimer?s患者 脑部海马区域的Notch 1表达增高[14]。在缺血再灌注 组动物脑内Notch 1受体数目表达增加，而Notch信号 激活T淋巴细胞并使细胞炎性因子释放增多，终介 导了神经元的损伤[15]。本研究结果显示，小檗碱可以 显著下调Notch - 1和及相关蛋白Hes1的表达，小檗 碱可能通过抑制异常活化的Notch通路，进而阻止受 损的神经元凋亡而发挥保护作用。关于Notch信号通 路在DE中的作用目前还不十分明确，但以上结果表 明，Notch1异常对其病理发展及治疗具有重要的意 义。小檗碱降低糖尿病大鼠海马区神经元的凋亡，主 要通过调节Notch1和Hes1表达而发挥药理作用。