摘要目的:糖尿病会对中枢神经系统产生损害,形成糖尿病脑病(diabetic encephalopathy),临床上表现为认知功能障碍。研究显示海马突触可塑性的变化与糖尿病认知功能障碍有关。钙/钙调素依赖性蛋白激酶-Ⅱ(calcium/calmodulin-de pendprotein kinase-Ⅱ,CaMKⅡ)是调节学习记忆与突触可塑性的重要蛋白因子。CaMKⅡ的含量间接反映了学习记忆的能力。本实验旨在探讨丁苯酞对链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)糖尿病大鼠认知功能障碍以及CaMKⅡ的影响。<br> 方法:<br> 1、制备STZ糖尿病大鼠模型及分组:<br> 健康雄性(Sprague-Dawley,SD)大鼠55只(体重140-160g),随机分为正常对照组(NC组,n=10只),糖尿病组(n=45只),糖尿病组大鼠空腹过夜后一次性腹腔注射STZ60mg/kg,72h后于尾静脉测随机血糖,血糖≥16.7mmol/l视为造模成功。成模后将糖尿病组大鼠随机分为糖尿病对照组(DC,n=15),糖尿病丁苯酞低剂量组(DL组,n=15),糖尿病丁苯酞高剂量组(DH组,n=15)。<br> 2、干预:<br> 动物成模后,给予NC组等量玉米胚芽油灌胃,给予DC组等量玉米胚芽油灌胃,给予DL组丁苯酞(60mg/kg)+等量玉米胚芽油灌胃给予,DH组丁苯酞(120mg/kg)+等量玉米胚芽油灌胃,每日1次,历时12周。<br> 3、一般情况观察:<br> 观察并记录大鼠精神状态及进食、饮食、尿量等一般情况,检测并记录血糖、体重变化。<br> 4、行为学检测:<br> 各组大鼠于成模12周后分别进行Morris水迷宫实验,包括前5天的定位航行实验以记录逃避潜伏期及第6天的空间探索实验以记录60s内穿越平台次数。<br> 5、制备标本及观察指标:<br> 水迷宫实验结束次日,处死大鼠,取海马组织,行HE染色观察海马组织形态,行实时荧光定量-聚合酶链反应(R-TPCR)检测CaMKⅡmRNA水平以及免疫组织化学分析、蛋白免疫印迹法(Western-blot)检测细胞CaMKⅡ蛋白表达。<br> 6、统计学分析:<br> 所得数据均应用SPSS13.0统计软件包理,应用两个独立样本的t检验、完全随机设计的单因素方差分析、重复测量方差分析、秩和检验进行统计,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。<br> 结果:<br> 1、一般情况观察<br> 正常对照组大鼠血糖正常、皮毛光亮、体重稳定增长、反应灵敏等。糖尿病大鼠血糖明显升高(>20.0mmol/l),具备糖尿病的典型症状如多尿、多饮、多食等,逐渐出现皮毛枯黄、生长缓慢、体重下降、反应迟钝等现象。干预过程中,丁苯酞高剂量组大鼠一般情况比丁苯酞低剂量组好。<br> 2、Morris水迷宫结果<br> 基础游泳速度:各组大鼠游泳速度无统计学意义。<br> 位航行实验:与正常对照组相比,糖尿病对照组逃避潜伏期延长(P<0.05),提示成模后12周,糖尿病大鼠出现认知功能障碍;与糖尿病对照组相比,丁苯酞低剂量组、丁苯酞高剂量组逃避潜伏期缩短(P<0.05);与丁苯酞低剂量组相比,丁苯酞高剂量组逃避潜伏期在第1天和第2天无显著差异,第3天到第5天逃避潜伏期缩短(P<0.05),不同天数的潜伏期长短差异有统计学意义(P<0.05),第1天>第2天>第3天>第4天>第5天,天数和分组之间不存在交互作用。<br> 空间探索实验:与正常对照组相比,糖尿病对照组、丁苯酞低剂量组、丁苯酞高剂量组大鼠穿越平台次数减少(P<0.05);与糖尿病对照组相比,丁苯酞低剂量组、丁苯酞高剂量组大鼠穿越平台的次数增加(P<0.05);与丁苯酞低剂量组相比,丁苯酞高剂量组大鼠穿越平台次数增加(P<0.05)。<br> 3、海马组织HE染色结果<br> 正常对照组海马CA1区神经细胞形态正常,结构完整,排列整齐;糖尿病组细胞排列紊乱,胞体缩小,胞质红色,正常形态神经细胞数量明显减少。丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组细胞形态正常,排列较整齐,结构较为完整。<br> 4、免疫组化结果<br> 糖尿病对照组海马CaMKⅡ蛋白表达量较正常对照组降低(P<0.01);丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组的CaMKⅡ表达量均比糖尿病对照组增高(P<0.01);丁苯酞高剂量组的CaMKⅡ表达量高于丁苯酞低剂量组(P<0.01)。<br> 5、Rt-PCR结果<br> 糖尿病对照组海马CaMKⅡ表达量较正常对照组降低(P<0.05);丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组的CaMKⅡ表达量均比糖尿病对照组增高(P<0.01,P<0.05);丁苯酞高剂量组的CaMKⅡ表达量高于丁苯酞低剂量组(P<0.01)。<br> 6、Western blot结果<br> 糖尿病对照组的CaMKⅡ蛋白表达量低于正常对照组(P<0.01);丁苯酞低剂量组和丁苯酞高剂量组的CaMKⅡ蛋白表达量与糖尿病对照组相比均增高(P<0.01);丁苯酞高剂量组的CaMKⅡ蛋白表达量高于丁苯酞低剂量组(P<0.01)。<br> 结论:<br> 1、STZ糖尿病大鼠成模12周时学习记忆能力明显下降,大鼠海马CaMKⅡ表达下调。<br> 2、丁苯酞能上调STZ糖尿病大鼠海马CaMKⅡ表达,提高其学习记忆能力,预防糖尿病认知障碍的发生,并且高剂量优于低剂量。
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