胶质细胞参与糖尿病所致高级脑功能损害的机理研究

高级脑功能（包括认知、情感、精神等）损害是糖尿病并发症之一。以往对其机理的研究主要集中在海马和皮层神经元在糖尿病所致认知功能障碍中的改变。我们前期的研究观察到糖尿病鼠的认知功能明显降低，海马和皮层内星形胶质细胞及其相关因子表达增多，提示胶质细胞及相关因子可能参与了糖尿病引起的高级脑功能损害。因此，本项目拟以糖尿病大鼠为研究对象，以海马及大脑皮层为靶区，综合运用行为学、形态学和分子生物学手段研究：①糖尿病不同时期相关脑区胶质细胞活化状态的改变及其与高级脑功能损害的相关性；②胶质细胞与IL-1、IL-6、TNF-α、BDNF、GDNF及NDRG2的共存情况；③在最佳时间点选择性干涉相关分子的表达对糖尿病症状及高级脑功能损害的改善。通过上述研究力争搞清胶质细胞在糖尿病所致高级脑功能损害中的作用及相关机制，为糖尿病及其所致高级脑功能损害的防治提供新的思路，为相关药物的研发提供理论和实验依据。

本项目严格地按照项目计划书的内容进行，较好地完成了预期目标，取得了较好的成果。第一，我们通过免疫荧光双标技术，检测了大鼠海马、前额叶皮质、前扣带回皮质等脑区GFAP在糖尿病不同时期的表达变化及其与TNF-α、IL-1、n-myc下游调节基因2（DRG2）等的共存，并通过行为学方法检测了糖尿病不同时期动物学习记忆功能的损害。行为学结果与免疫染色结果相一致，即糖尿病3周后星型胶质细胞及TNF-α，NDRG2的表达明显提高，动物学习记忆能力下降，6周后趋于平稳，9周开始下降。第二，我们通过蛋白芯片技术检测了40种炎症因子在II型糖尿病小鼠海马区的表达变化，筛查出几种与糖尿病病程密切相关的因子，为下一步开展相关的干预防治提供了参考。第三，我们通过行为学检测了脑室内给予星型胶质细胞抑制剂对糖尿病大鼠学习记忆功能的影响，初步结果显示糖尿病初期给予星形胶质细胞抑制剂后，大鼠的高级脑功能受损会得到一定程度的缓解。同时，我们观察到糖皮质激素参与了糖尿病脑病的形成，并且此过程有星形胶质细胞及NDRG2的参与。第四，我们观察了胰岛素受体（IR）及磷酸化胰岛素受体基质1（pIR1）在II型糖尿病所致神经病理性痛中的作用，研究发现在ob/ob II型糖尿病小鼠，存在明显的机械痛敏，其脊髓背角IR和pIR1表达明显下降，而JAK2/STAT3通路则被激活，阻断其则可减轻痛敏，证实了II型糖尿病性痛的发生与胰岛素信号通路的损伤伴及JAK2/STAT3通路的激活密切相关。第五，研究了神经环路的改变在糖尿病神经病理病变中的作用。研究发现，I型糖尿病大鼠背根节及脊髓背角IB4阳性结构降低，而CGRP阳性结构和CTB外周神经注射后逆标有髓纤维则增多，而腹角CTB逆标运动神经元则减少，早期鞘内注射胰岛素可以缓解糖尿病大鼠的机械痛和运动损伤。提示通过背根节和腹根联系起来的脊神经和脊髓间的神经环路改变参与了糖尿病所致的多种神经病变。.本项目初步搞清胶质细胞在糖尿病所致高级脑功能损害中的作用及相关机制、糖尿病性痛的产生机制，为糖尿病及其所致高级脑功能损害的防治提供新的思路，为相关药物的研发提供理论和实验依据。本项目累计发表文章6篇，其中SCI论文3篇，国内核心期刊收录论文3篇。申请专利8项，已获批4项。主编、参编专著3部。培养博士2名，硕士1名。课题组成员参加国际国内学术会议8人次。