糖尿病脑功能损害与乏氧的关系及益气补肾方抗乏氧的分子机制研究

新近研究表明糖尿病大鼠或小鼠存在明显的认知功能障碍和神经电生理学异常，其机制可能是高血糖引起的微血管病变所导致的脑组织乏氧所致。探讨糖尿病鼠脑功能与乏氧的关系，改善脑组织乏氧微环境，降低乏氧诱导因子(HIF-1)的产生，抑制海马神经元的凋亡，可能会取得良好防治糖尿病脑功能障碍的效果。本研究在前期研究基础上，研究糖尿病鼠在脑功能损伤形成过程中，HIF-1及其相关基因的变化规律以及中药的预防作用；研究中药对糖尿病脑功能损害模型HIF-1及其相关基因变化的影响，并探索其治疗作用与机理；研究海马神经元在高糖和正常培养中，HIF-1及其相关基因的变化规律，并探索糖尿病脑功能损伤形成的分子生物学机制。建立益气补肾方干预前后的乏氧环境下海马神经元的基因表达谱和蛋白质指纹图谱，从药物基因组和蛋白指纹图谱变化探讨其作用机制和作用靶点。本研究以益气补肾立法，将为临床开发防治糖尿病脑功能损害的新药提供依据。

糖尿病认知功能损害的机制迄今尚未完全明确，但业已证实氧化应激与糖尿病认知功能损害之间有很强的相关性。HIF-1α是一种参与调节氧稳态失衡的核心因子，当细胞内氧浓度下降时HIF-1α的表达增加，能调节下游促红细胞生成素、血管内皮生长因子等基因的表达，从而使机体细胞耐受缺氧状态。我们前期研究发现HIF-1α在糖尿病大鼠海马中高度表达，可能导致了认知功能障碍的发生。既往研究发现益气补肾方—脑神康胶囊具有神经保护作用，可以降血糖、清除自由基、抗脂质过氧化，并能有效改善胰岛素抵抗状态及神经电生理损害，但其具体作用分子机制尚不明确。. 我们课题组系统研究两种糖尿病动物模型在脑功能损伤形成过程中，乏氧微环境、HIF-1α及其相关基因的变化规律以及益气补肾中药对其的预防作用；研究了海马神经元在高糖和正常培养过程中，乏氧微环境、HIF-1α及其相关基因的变化规律，并探索了糖尿病脑功能损伤形成的分子生物学机制。益气补肾方能抑制糖尿大鼠海马组织氧化应激及下调NOX4、HIF-1α表达，减轻认知功能损害。益气补肾方对高糖乏氧环境下大鼠海马神经元细胞有显著的保护作用，其作用机制可能与下调8-OHdG、HIF-1α、Nox4和p47phox mRNA的表达，减轻氧化应激损伤相关。NOX4、HIF-1α很可能是益气补肾方改善高糖乏氧防治糖尿病认知功能损害的中心环节