棉酚對2型糖尿病大鼠認(rèn)知功能的影響及機(jī)制探討.pdf

1、目的：觀察棉酚對2型糖尿病大鼠血糖、血脂、血皮質(zhì)酮水平的影響，探討11β-HSD1、GR、Bax、Bcl-2、caspase-3、AIF在2型糖尿病認(rèn)知功能障礙中的機(jī)制及棉酚降血糖、降血脂、改善認(rèn)知功能的作用及機(jī)制。 方法：雄性SD大鼠30只分成三組：正常對照組10只、2型糖尿病對照組10只、棉酚干預(yù)組10只。后二組喂以高脂飼料(飼料組成：10.0％豬油，20.0％蔗糖，2.5％膽固醇，1.0％膽酸鹽，66.5％常規(guī)飼料)一個(gè)月

2、，誘發(fā)胰島素抵抗。糖尿病組、棉酚干預(yù)組大鼠在禁食12h后按30mg/kg腹腔注射鏈脲佐菌素(溶于0.1mmol/L枸椽酸緩沖液內(nèi)，PH=4.0)，注射后1周測空腹血糖，≥8mmol/L為模型成功。正常對照組腹腔注射等容積枸椽酸緩沖液。此后，棉酚干預(yù)組按15mg.kg-1.d-1劑量棉酚灌胃4周，從第5周起，按15mg/kg劑量棉酚每周給予一次以維持劑量至第12周末。正常對照組與糖尿病對照組給予等容積的2％羧甲基纖維素灌胃，灌胃次數(shù)及時(shí)間

3、同棉酚干預(yù)組。治療結(jié)束后，處死大鼠前，用Morris水迷宮方法對大鼠行為學(xué)進(jìn)行測試。禁食12小時(shí)后處死大鼠，觀測以下指標(biāo)：(1)生化檢測血糖、TC、TG、LDL-c、HDL-c水平。(2)ELISA法檢測血皮質(zhì)酮水平。(3)制作大腦皮層及海馬組織勻漿，提取總RNA，用半定量RT-PCR方法觀察大鼠大腦皮層及海馬11β-HSD1、GR基因的表達(dá)。(4)WesternBlotting免疫印跡方法檢測大鼠皮層及海馬組織11β-HSD1、GR、

4、Bax、Bcl-2、caspase-3、AIF蛋白表達(dá)水平。(5)免疫組化方法測定11β-HSD1、GR、Bax、Bcl-2、caspase-3、AIF的蛋白表達(dá)水平。(6)電鏡、光鏡下觀察大鼠皮層及海馬組織結(jié)構(gòu)的形態(tài)學(xué)改變。 結(jié)果：(1)血糖、血脂、血皮質(zhì)酮水平：糖尿病組血糖、血皮質(zhì)酮、TC、TG明顯升高(P＜0.01)，LDL-c明顯升高(P＜0.05)，HDL-c明顯下降(P＜0.05)。經(jīng)棉酚干預(yù)后，血糖、血皮質(zhì)酮水平較

5、糖尿病組明顯降低(P＜0.01)，TC、TG、LDL-c水平較糖尿病組明顯降低(P＜0.05)，HDL-c水平較糖尿病組有升高趨勢，但無顯著性差異。(2)大腦皮層及海馬組織的11β-HSD1、GR基因mRNA表達(dá)水平：糖尿病組GRmRNA表達(dá)明顯降低(P＜0.05)，11β-HSD1基因mRNA呈升高趨勢。經(jīng)棉酚干預(yù)后，GRmRNA表達(dá)明顯升高(P＜0.05)，11β-HSD1mRNA表達(dá)明顯降低(P＜0.05)。(3)大腦皮層及海馬組

6、織的11β-HSD1、GR、Bax、Bcl-2、caspase-3、AIF的蛋白表達(dá)：海馬中，與正常組比較，糖尿病大鼠GR蛋白表達(dá)明顯降低(P＜0.05)，caspase-3、AIF蛋白表達(dá)明顯升高(P＜0.05)，Bax蛋白表達(dá)升高顯著(P＜0.01)，11β-HSD1蛋白表達(dá)呈升高趨勢，Bcl-2蛋白表達(dá)無明顯變化；經(jīng)棉酚治療后，GR蛋白表達(dá)明顯升高(P＜0.05)，Bax蛋白表達(dá)顯著降低(P＜0.01)，11β-HSD1、casp

7、ase-3、AIF蛋白表達(dá)明顯降低(P＜0.05)。皮層中，與正常組比較，糖尿病組大鼠GR蛋白表達(dá)顯著降低(P＜0.01)，Bax、AIF蛋白表達(dá)明顯升高(P＜0.05)，11β-HSD1蛋白表達(dá)呈升高趨勢，Bcl-2、caspase-3蛋白表達(dá)無明顯變化；經(jīng)棉酚治療后，GR蛋白表達(dá)顯著升高(P＜0.01)，11β-HSD1、Bax、AIF蛋白表達(dá)明顯降低(P＜0.05)。(4)大鼠行為學(xué)方面的測試結(jié)果：糖尿病組潛伏期延長顯著(P＜0.

8、01)，搜索策略明顯變差(P＜0.01)；經(jīng)棉酚干預(yù)后，潛伏期明顯縮短(P＜0.01)，搜索策略明顯好轉(zhuǎn)(P＜0.01)。(5)光鏡觀察顯示：糖尿病組大腦皮層及海馬神經(jīng)元細(xì)胞可見較明顯的核固縮、核濃染，神經(jīng)元細(xì)胞體積縮?。航?jīng)棉酚干預(yù)后，神經(jīng)元細(xì)胞病變減輕。(6)電鏡結(jié)果顯示：糖尿病組大腦皮層及海馬神經(jīng)元細(xì)胞核染色較深、固縮，核膜呈波浪狀、皺縮，局灶模糊；胞質(zhì)內(nèi)高爾基體擴(kuò)張，線粒體水腫，局灶空泡化。經(jīng)棉酚干預(yù)后，上述超微結(jié)構(gòu)變化改善。

9、 結(jié)論： 1.棉酚可降低2型糖尿病大鼠的血糖和血皮質(zhì)酮水平，增加胰島素敏感性，并能改善2型糖尿病大鼠的脂代謝異常。這可能是其降低血糖、血脂，進(jìn)而改善認(rèn)知功能的機(jī)制之一。 2.2型糖尿病大鼠大腦皮層及海馬內(nèi)Bax、caspase-3、AIF表達(dá)升高，GR表達(dá)下降，這可能是2型糖尿病神經(jīng)元凋亡及由此導(dǎo)致的認(rèn)知功能障礙的發(fā)病機(jī)制之一。 3.棉酚可降低2型糖尿病大鼠大腦皮層及海馬11β-HSD1mRNA表達(dá)水平，升高

10、GRmRNA表達(dá)水平；降低大腦皮層及海馬11-HSD1、Bax、caspase-3、AIF蛋白表達(dá)水平，升高GR蛋白表達(dá)水平。這可能是其降低局部皮質(zhì)酮水平，減少神經(jīng)元細(xì)胞凋亡，進(jìn)而改善認(rèn)知功能的機(jī)制之一。 4.2型糖尿病大鼠在行為學(xué)上，潛伏期明顯延長，搜索策略明顯變差；而棉酚可使2型糖尿病大鼠的潛伏期縮短，搜索策略變佳，進(jìn)而改善空間記憶能力。 5.2型糖尿病大鼠在大腦皮層及海馬的組織結(jié)構(gòu)形態(tài)學(xué)方面有較大的改變，這可能是糖