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目的:糖尿病可导致认知功能障碍,主要表现为学习、记忆能力下降,严重者可导致痴呆。证据表明,离子型谷氨酸N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate, NMDA)受体的NR2B亚基通过影响海马的突触可塑性参与学习、记忆的形成,与糖尿病认知功能障碍有着密切的联系。丁苯酞是一种具有改善微循环,保护线粒体等作用的神经保护药物,已广泛应用于缺血性脑血管病,同时对糖尿病认知功能障碍也具有改善作用,但其具体机制目前尚不清楚。本实验通过预防性应用丁苯酞,观察不同剂量丁苯酞对糖尿病大鼠认知功能和海马NMDA受体亚基NR2B表达的影响,为糖尿病认知功能障碍的防治提供新思路。方法:1STZ糖尿病大鼠模型制备清洁级健康雄性Sprague Dawley(SD)大鼠,通过腹腔注射60mg/kg的链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)建立1型糖尿病大鼠模型,对照组注射等体积的生理盐水。72小时后测量尾静脉的血糖,血糖值≥16.7mmol/L者,表示STZ糖尿病大鼠模型形成。2分组适应性喂养一周后,55只SD大鼠随机分为正常对照组(NC组,n=10)和糖尿病组(DM组,n=45)。糖尿病组又随机分为3组:糖尿病对照组(DC组,n=15),丁苯酞低剂量组(DL组,60mg.kg-1.d-1, n=15)和丁苯酞高剂量组(DH组,120mg.kg-1.d-1, n=15)。成模后第一天开始干预,丁苯酞原液用玉米油溶解后灌胃,NC组和DC组以等体积的玉米油灌胃,每日1次。各组均干预12周。3一般观察每周测量大鼠血糖及体重。观察大鼠精神状态、进食水量及尿量等一般情况。4行为学测试应用丁苯酞干预12周末行Morris水迷宫测试,包括定位航行和空间探索两部分。记录各组大鼠逃避潜伏期及穿越平台次数。分析各组大鼠的学习、记忆能力。5形态学及mRNA、蛋白观察指标水迷宫测试后处死大鼠,取大脑海马组织。应用HE染色法观察海马组织形态,实时定量聚合酶链反应(Real-Time polymerase chain reaction,Real-Time PCR)、蛋白质免疫印迹(Western-Blot)和免疫组织化学染色法检测大鼠海马组织中NMDA受体亚基NR2B mRNA和蛋白水平的表达。6统计学方法采用SPSS13.0软件进行统计分析,应用完全随机设计的单因素方差分析;水迷宫实验结果用重复测量方差分析统计,使用重复测量数据多重比较配对的t检验法(Bonferroni法),可进行每个分组每个时间点上作用的两两比较;使用多元方差分析的方法,可进行每个时间点上每个分组之间作用的两两比较。因数据符合正态分布(P>0.1),故应用均数±标准差表示结果,应用p<0.05表示差异有统计学意义。结果:1一般情况观察正常对照组大鼠精神状态良好,反应灵敏,毛色纯白有光泽,进食水及尿量正常;糖尿病组大鼠精神状态差,精神萎靡,易激惹,毛色稀疏枯黄无光泽,有多食、多饮、多尿症状。比较成模前及成模后12周末的血糖和体重情况:成模前:NC组和DM组大鼠血糖(mmol/L)均正常,差异无统计学意义(7.19±0.54VS7.18±0.46,P>0.05);体重(g)变化也无统计学意义(130.46±4.98VS132.08±4.36,P>0.05)成模后12周末:与同期NC组相比,DM各组大鼠血糖均保持明显升高(30.13±2.08,29.35±2.57,28.18±2.19VS7.44±0.47,P<0.01),体重明显降低(237.77±14.87,242.73±14.75,245.00±13.07VS340.14±6.65,P<0.01),均有统计学意义;但糖尿病各亚组之间血糖及体重比较,差异无统计学意义(P>0.05)。2行为学观察(Morris水迷宫测试结果)2.1基础游泳速度水迷宫测试前,为排除大鼠个体游泳速度差异,各组中随机选取5只大鼠,让其自由游泳60S,测量其基础游泳速度,结果显示:各组大鼠之间基础游泳速度差异无统计学意义(30.97±1.96,30.73±2.04,29.72±2.95和30.00±2.36,P>0.05)。2.2定位航行第1天各组大鼠逃避潜伏期无明显区别(P>0.05);第2-5天DC组逃避潜伏期较NC组明显延长(P<0.05),DL和DH组较DC组逃避潜伏期明显缩短,但仍高于NC组(P<0.05),而DH组从第3天到第5天,逃避潜伏期较DL组明显缩短,差异有统计学意义(p<0.05),组别和天数之间不存在交互作用(P>0.05)。各组间第5天与第1天逃避潜伏期的变化:DC组逃避潜伏期无明显变化(P>0.05)NC、DL和DH组,逃避潜伏期明显缩短(P<0.05)。各组间逃避潜伏期的顺序为:NC组<DH组<DL组<DC组。2.3空间探索与NC组相比,DC组穿越平台次数明显减少(3.00±0.64VS15.68±1.57,P<0.05);与DC组相比,DL和DH组(9.01±1.1和11.68±1.57)穿越平台次数明显增加,但仍少于NC组(P<0.05);与DL组相比,DH组穿越平台次数明显增加,差异有统计学意义(P<0.05);各组间穿越平台次数的顺序为:NC组>DH组>DL组>DC组。3HE染色NC组大鼠海马椎体神经元细胞排列整齐,层次清楚,形态完整,核大而圆。DC组神经元细胞排列紊乱,层次不清,细胞可见空泡变性,出现细胞膜断裂,细胞质减少,细胞核固缩。丁苯酞治疗组上述改变较DC组明显减轻,且DH组优于DL组。4海马组织中NR2B mRNA及蛋白的表达4.1海马组织NR2B mRNA的表达与NC组相比,DC组,DL组和DH组海马NR2B mRNA的表达均显著降低(0.14±0.01,0.23±0.01,0.29±0.01VS0.35±0.02,P<0.05);与DC组相比,DL和DH组海马NR2B mRNA的表达均显著增加(P<0.05);与DL组相比,DH组海马NR2B mRNA的表达显著增加(P<0.05)4.2海马组织NR2B蛋白表达与NC组相比,DC组,DL组和DH组海马NR2B蛋白的表达均显著降低(0.37±0.03,0.49±0.04,0.60±0.04VS0.68±0.05,P<0.05);与DC组相比,DL和DH组海马NR2B蛋白的表达均显著增加(P<0.05);P与DL组相比,DH组海马NR2B蛋白的表达亦显著增加(P<0.05)5免疫组织化学染色与NC组相比,DC组大鼠海马组织中的NR2B阳性细胞表达显著减少(平均光密度值:0.16±0.01VS0.47±0.10,P<0.05);与DC组相比,DL和DH组海马组织中的NR2B阳性细胞表达均显著增加(平均光密度值:0.27±0.11,0.37±0.14VS0.47±0.10,P<0.05),但仍低于NC组(P<0.05)。与DL组相比,DH组海马组织中的NR2B阳性细胞表达显著增加,有统计学意义(P<0.05)。结论:1STZ糖尿病大鼠12周末学习记忆能力明显下降,出现认知功能障碍。2糖尿病大鼠出现认知功能障碍时,海马组织中NR2B的表达下降。3预防性应用丁苯酞,可改善糖尿病认知功能障碍,提高海马组织中NR2B的表达,并且丁苯酞高剂量组(120mg/kg)的疗效优于丁苯酞低剂量组(60mg/kg)。推测丁苯酞可能通过上调海马NR2B的表达改善糖尿病认知功能。