ClC-3氯通道-胰岛素受体信号轴调控糖尿病性脑病的作用及其机制研究

Type 2 diabetes mellitus (T2DM) patients often concurrent a variety of brain lesions, which endangers the human health severely. But the pathological mechanism of the pathogenesis of diabetic encephalopathy (DE) remains unclear, and the effective treatment target of DE caused by T2DM brain lesions caused by is still very scarce. Our preliminary work shows that ClC-3 is high expression in diabetic rats and high sugar processing HT22 cells, and this leads HT22 proliferation decreases, apoptosis increases. Combined with the reports that ClC-3 closely associated with insulin receptor, we speculate that ClC-3 may in play an important regulating role in DE caused by T2DM. The project will integrated use morphology, electrophysiology and molecular biology techniques to clear the relationship between ClC-3 and the insulin receptor signal pathway both in diabetic rats model and neurons model. It is key important to explore whether ClC-3 regulates DE caused by T2DM through interacts with insulin resistance and its downstream signaling pathways. The project will provide a new mechanism to DE caused by T2DM, and provide a new target for DE treatment.

2型糖尿病(T2DM)患者常伴有多种脑部并发病变，严重危害人类健康。但迄今仍缺乏T2DM致糖尿病脑病(DE)的发病机制的有效解释，且T2DM所致脑部病变的有效治疗靶标仍十分稀缺。本课题组前期研究发现：ClC-3在糖尿病大鼠脑组织和高糖处理小鼠海马神经细胞系HT22细胞后ClC-3的表达增加，HT22的增殖受到抑制、凋亡增加，结合ClC-3与胰岛素受体信号通路关系密切的文献报道,我们推测ClC-3可能在T2DM致DE发生过程中扮演重要的调控角色。本研究将综合运用形态学、电生理、分子生物学技术等手段，通过在体糖尿病大鼠模型和体外高糖神经元细胞模型，明确CLC-3与胰岛素受体信号通路分子的相互关系。着重探讨ClC-3是否作为胰岛素抵抗及其下游信号通路的参与者，调控T2DM致DE的发生。为阐明2型糖尿病导致的脑部病变提供一个新的机制，并为此类病变的治疗提供一个新的靶标。

在这项研究中,我们发现CLC-3和TGF-βRII 在DM大鼠海马中表达增加。CLC-3拮抗剂对于上调的TGF-βRII没有明显影响,但在高糖条件下，TGF-β1抑制剂可以减少上调的CLC-3。因此,我们的研究显示高糖条件下，TGF-β可以刺激CLC-3的表达。目前我们发现CLC-3和TGF-β信号可能与认知障碍有关。CLC-3可能受TGF-β/TGF-βRII信号通路的调控并参与了糖尿病脑病的发生和发展。我们先前的研究显示，CLC-3在细胞核中也有表达，因此我们认为TGF-β信号被激活后,进一步激活细胞核中的CLC-3。综上所述,CLC-3可能作为TGF-β/ TGF-βRII信号通路调控靶点并且参与糖尿病脑病认知功能障碍的发病机制。此外，在糖尿病大鼠中，血清中TGF-β1水平与TGF-βRII水平表达也相互一致。.为了进一步验证氯离子通道在糖尿病脑病中发挥作用的具体机制，我们在水迷宫实验后取糖尿病大鼠海马组织，提取海马总蛋白质和RNA，western blot实验检测发现CLC-3、Tau 、PI3K在糖尿病组表达升高，而IR在糖尿病的表达降低，说明糖尿病大鼠CLC-3高表达且出现了胰岛素抵抗。PCR检测同样发现CLC-3、Tau 和β-分泌酶以及淀粉样前体蛋白mRNA表达在糖尿病组升高，而IR出现了下降。同时，免疫组化染色同样发现结果与western blot检测结果一致。.在细胞实验中我们通过MTT实验发现，高浓度葡萄糖刺激细胞24h后，海马神经元细胞存活率明显低于正常对照组并且出现了CLC-3的表达升高和IR的表达降低。western blot实验同样发现25mM高糖刺激可以提高CLC-3的表达和降低IR的表达。免疫荧光检测细胞发现和对照组相比，高糖组CLC-3、Tau表达量增高，IR表达降低，和动物实验的结果一致。25mM高糖培养24h后，我们同样发现Tau、CLC-3和Aβ在高糖刺激细胞生长24h后的表达量出现了明显增高而IR表达量则明显下降，和动物实验结果一致。QRT-PCR检测同样发现CLC-3、Tau 和Aβ mRNA表达在糖尿病升高，而IR mRNA的表达在糖尿病降低。综上所述，目前我们的研究证明ClC-3有可能参与调控成年神经发生，并且ClC-3 调控胰岛素受体信号及下游信号通路是糖尿病致脑病发病过程中的关键因素。