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背景与目的:帕金森病（Parkinson’s disease,PD）是世界上第二常见的神经退行性疾病,60岁以上人群中患病率高达1%。PD典型的病理特征为中脑黑质纹状体区域多巴胺能神经元进行性死亡和残存的神经元中α-突触核蛋白（α-Synuclein,α-Syn）病理性聚集形成路易小体（Lewy bodies,LBs）或路易神经突（Lewy neuritis,LNs）。PD主要的临床表现为静止性震颤、肌强直、运动迟缓和姿势障碍等运动症状,除此之外还会出现焦虑抑郁、便秘、快速眼动期睡眠行为障碍（rapid eye movement sleep behavior disorder,RBD）。糖尿病（Diabetes mellitus,DM）是世界上最常见的慢性代谢性疾病,其高患病率和众多并发症导致的高致残率和死亡率给社会造成了严重负担。有研究发现,PD和DM之间存在着共同的发病诱因,两种疾病均由遗传因素和环境因素共同导致。而且,PD和DM还拥有类似的病理生理改变,即淀粉样蛋白错误折叠与聚集、细胞进行性死亡和慢性炎症反应。基于此,我们拟研究DM与PD发病风险和病情进展之间的联系,并筛选出可以降低PD发病风险的抗糖尿病药物。然后利用筛选出来的抗糖尿病药物在PD动物和细胞模型中验证其保护作用并探索其调控神经炎症反应的机制,为PD的预防与治疗提供理论依据和实验基础。研究方法:本研究分为三部分。第一部分通过对Pub Med,Web of Science,Scopus,Embase和Cochrane Library 5种数据库的检索,检索出所有PD与DM相关的文献,然后利用文献管理软件endnote X9进行筛选,最后利用Stata SE12.0软件进行荟萃分析（meta-analysis）,将DM与PD发生和进展之间的联系进行量化,并筛选出可以降低PD发病风险的抗糖尿病药物用于后续实验。第二部分利用1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP）进行亚急性PD小鼠模型构建,利用旷场实验、转棒实验、爬杆实验、倒置网屏实验、后肢抱茎实验、步态分析实验等行为学检测方法验证筛选出来的抗糖尿病药物的有效性。然后利用免疫组织化学染色、免疫荧光、蛋白免疫印迹、实时定量多聚酶链式反应（Real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-q PCR）和酶联免疫吸附试验（Enzyme-linked immunosorbent assay,Elisa）等组织学和分子生物学实验方法探究筛选出来的抗糖尿病药物的作用机制,尤其是对于神经炎症反应的影响。第三部分利用1-甲基-4-苯基吡啶（1-methyl-4-phenylpyridium,MPP（+））进行PD细胞模型构建,使用MPP（+）分别处理人神经母胶质瘤细胞（SH-SY5Y细胞）和小鼠小胶质细胞（BV2细胞）,利用细胞活力检测（CCK8法）、流式细胞术等手段,观察筛选出来的抗糖尿病药物对SH-SY5Y细胞和BV2细胞的细胞活力、细胞凋亡和活性氧（reactive oxygen species,ROS）产生的影响,进一步明确其作用机制。结果:1、病例对照研究中,DM与PD的发病风险无关,合并后效应量为OR 0.82（95%CI 0.64-1.04）。队列研究中,DM患者发生PD的风险增加,DM患者发生PD的概率是非DM患者的1.32倍,合并后效应量为HR 1.32（95%CI 1.22-1.43）。糖尿病前状态同样可以增加PD的患病风险,合并后效应量为HR 1.04（95%CI 1.02-1.07）。2、DM可以加速PD的病程进展,包括运动症状进展和认知能力下降。DM患者的帕金森病综合评分量表第三部分运动部分（Movement Disorder SocietyUnified Parkinson Disease Rating Scale PartⅢ,MDS-UPDRS PartⅢ）平均增加0.3分,合并后效应量为SMD 0.30（95%CI 0.06-0.54）;DM患者的蒙特利尔认知评估量表（Montreal Cognitive Assessment,Mo CA）平均降低0.47分,合并后效应量为SMD-0.47（95%CI-0.74--0.19）。3、抗糖尿病药物格列酮类（Glitazone,GTZ）可以降低DM患者的PD发病风险0.75倍,合并后效应量为HR0.75（95%CI 0.60-0.94）;胰高血糖素样肽-1受体激动剂（GLP-1 receptor agonists,GLP-1Ra）可以降低DM患者的PD发病风险0.40倍,合并后效应量为HR0.40（95%CI 0.22-0.73）;二肽基肽酶4抑制剂（DPP4 inhibitors,DPP4i）可以降低DM患者的PD发病风险0.59倍,合并后效应量为HR 0.59（95%CI 0.42-0.83）,而二甲双胍不能降低DM患者的PD发病风险,合并后效应量为HR 1.24（95%CI0.52-2.92）。4、行为学结果表明Exendin-4和Linagliptin可以增加旷场实验中小鼠运动的总距离、直立次数;增加转棒实验中小鼠的运动时间;改善后肢抱茎实验中小鼠的评分;降低步态分析实验中小鼠步态的最大变异度。5、免疫组化和免疫印迹实验表明Exendin-4和Linagliptin可以增加MPTP小鼠黑质纹状体区域的多巴胺能神经元标志物酪氨酸羟化酶和多巴胺转运体的表达,增加多巴胺能神经元的数目。6、免疫组化和免疫荧光结果表明Exendin-4和Linagliptin可以降低MPTP小鼠黑质区域活化的小胶质细胞（Iba1标记）和星形胶质细胞（GFAP标记）数目,并可以增加M2型小胶质细胞标志物CD206的表达。7、RT-q PCR实验表明Exendin-4和Linagliptin可以降低MPTP小鼠黑质区域促炎炎症因子白介素1β（interleukin-1β,IL-1β）、肿瘤坏死因子α（tumor necrosing factor,TNF-α）和M1型小胶质细胞标志物诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase,i NOS）的m RNA表达,并增加抗炎炎症因子白介素10（interleukin-10,IL-10）、转化生长因子β（transforming growth factorβ,TGF-β）和M2型小胶质细胞标志物精氨酸酶1（Arginase 1,Arg1）的m RNA表达。8、免疫印迹实验表明Exendin-4和Linagliptin可以抑制MPTP小鼠黑质区域NLRP3炎症小体通路相关蛋白如NLRP3、Caspase-1 p20、IL-1β、GSDMD N-terminal的表达。9、Elisa实验表明Exendin-4和Linagliptin可以降低MPTP小鼠血清中乳酸脱氢酶的含量。10、免疫组化实验表明Exendin-4和Linagliptin可以增加MPTP小鼠结肠紧密连接蛋白ZO-1的表达。11、CCK8实验和细胞凋亡流式检测证明Exendin-4和Linagliptin对SH-SY5Y细胞的保护作用有限,只有100n M Linagliptin可以轻度抑制MPP（+）诱导的SH-SY5Y细胞的早期凋亡。12、倒置荧光显微镜观察ROS探针绿色荧光表达情况,发现Exendin-4和Linagliptin可以降低MPP（+）诱导的BV2细胞中ROS探针绿色荧光的表达,流式细胞术定量分析发现Exendin-4和Linagliptin可以降低ROS的表达,与倒置荧光显微镜观察到的结果保持一致。结论:1、Meta分析结果证明糖尿病是帕金森病发病的危险因素,并且可以加重帕金森病的运动症状进展和认知功能下降。Meta分析比较得出格列酮类（GTZ）,胰高血糖素样肽-1受体激动剂（GLP-1Ra）,二肽基肽酶4抑制剂（DPP4i）可以降低糖尿病患者的帕金森病发病风险。而二甲双胍不能降低糖尿病患者的帕金森病发病风险。2、Exendin-4和Linagliptin可以逆转MPTP诱导的帕金森病小鼠的行为学功能障碍,包括自主运动行为,探索行为,运动协调能力等。Exendin-4和Linagliptin可以降低MPTP诱导的帕金森病小鼠黑质区域多巴胺能神经元的死亡。Exendin-4和Linagliptin能够通过抑制NLRP3信号通路和促进小胶质细胞向M2型极化,从而抑制神经炎症发挥神经保护作用。Exendin-4和Linagliptin能够改善肠道屏障功能。3、Exendin-4和Linagliptin不能直接对MPP（+）造成的SHSY5Y细胞损伤产生明显的保护作用。Exendin-4和Linagliptin可以显著降低MPP（+）诱导的BV2细胞中ROS的产生。