妊娠糖尿病致胚胎神经系统异常发育及其机制研究

妊娠糖尿病（GMD）可引起子代神经系统发育异常，其发生机理至今尚不清楚。我们前期研究发现：高糖能引起神经干细胞（NSC）异常增殖及分化；GDM胎鼠神经管组织基因芯片结果显示与神经增殖及分化相关的bHLH类转录因子表达明显异常，其中Hes1、Neurog2表达下调，Olig2、Ascl1表达上调。以上结果提示：与神经发生相关的bHLH因子的异常变化是导致妊娠糖尿病胚胎神经系统异常发育的重要原因，其确切分子机制有待于进一步论证。本课题拟在已建立的动物模型的基础上，系统研究神经系统的发育情况；在动物及细胞模型上，采用免疫荧光、蛋白印迹等方法检测NSC的增殖、分化情况，同时检测相关bHLH类因子的活性和表达。并通过基因转染、RNAi及报告基因检测等方法，明确bHLH类因子的调控作用及作用机制，进一步揭示GDM致胚胎神经系统异常发育的机理，为临床预防和治疗GDM胚胎神经损伤提供理论及实验依据。

妊娠糖尿病（GDM）是指在妊娠期发生或首次发现的不同程度的糖耐量异常。GDM引起包括神经系统、心血管系统、泌尿系统、消化系统以及包括生殖系统在内的多种先天畸形。在诸多畸形中以神经管畸形最为常见。中枢神经系统的发生来源于胚胎时期的神经管。从细胞水平来看，神经管上皮起初主要由神经干细胞（NSC）组成。母体的高糖状态影响了NSC的增殖、分化以及凋亡，最终导致神经管畸形。.在本项目中我们在建立的动物模型和体外NSC培养的基础上进行如下研究：.1. 动物实验结果显示GDM影响胚胎发育，尤其是中枢神经系统发育。根据多次监测的血糖水平，将妊娠小鼠分为正常血糖组和糖尿病组，同时为研究需要，增加了褪黑素治疗组。在E11.5天处死孕鼠取胚胎，并对母体及胚胎的各项指标进行测量和统计。研究结果表明，GDM能明显导致NTDs增加，而褪黑素处理组可以有效降低NTDs几率。.2. 在体研究结果表明：采用BrDU掺入实验，与对照组比较，妊娠糖尿病组胚胎前脑神经干细胞增殖明显降低，而褪黑素治疗组神经干细胞的增殖出现明显改善。TUNEL检测表明，妊娠糖尿病能引起胚胎前脑神经干细胞凋亡增加，而褪黑素治疗可以有效改善高糖所致的神经干细胞凋亡增加。.3. 体外培养神经干细胞，应用35mM葡萄糖模拟高糖应激，结果显示：高糖能引起神经干细胞增殖降低，凋亡增加。而褪黑素处理组可以有效改善这一现象。免疫荧光和Western blot 的结果均显示，培养后第三天和第五天，MAP2、GFAP和O4的标记细胞阳性率以及表达水平均显著高于对照组，表明高糖能促进神经干细胞的分化。.4. 高糖导致神经干细胞异常增殖、分化及凋亡的机制研究：采用分子生物学方法检测已知与神经干细胞增殖分化有关的信号通路关键因子的表达水平，结果显示ERK1/2 信号通路参与干细胞异常增殖。高糖所致的ROS导致神经干细胞过度凋亡。.上述研究成果已经整理并分别投稿diabetes和J Pineal Res。