第一部分:血管损伤和神经退行相关细胞因子与糖尿病认知障碍的关联研究背景近来许多研究表明,2型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus,T2-DM)可能会增加认知障碍(Cognitive Impairment)的风险,但是很少有生物标志物可以区分诊断T2-DM合并认知障碍和单纯认知障碍。因此,在这项研究中,我们评估了一些与神经退行性病变、炎症和血管损伤有关的细胞因子,并探究是否存在一组特殊的细胞因子来区分T2-DM合并认知障碍和认知障碍。研究目的通过细胞因子分析探讨认知障碍与T2-DM合并认知障碍的关系及差异。研究方法本研究在山东大学临床医学院安徽省立医院,老年医学科、内分泌科和社区群体进行。我们招募了 264名老年患者,所有参与者签署了知情同意书并进行了认知水平的检测。所有病人的血液样本收集后分离血浆和血清并储存于-80℃直到检测使用。八种细胞因子:壳多糖酶3样蛋白1(chitinase-3-like 1,CHI3L1/YKL-40),神经元特异性烯醇化酶(Neuron Specific Enolase,NSE),白介素-6(Interleukin-6,IL-6),骨桥蛋白(Osteopontin,OPN),颗粒蛋白前体(Progranulin,PRGN),胶质细胞相关蛋白S100B,细胞间黏附因子(Intercellular adhesion molecule 1,ICAM-1),血管内皮素生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)及 β 淀粉样蛋白 40(Amyloid beta protein 40,Aβ40)、β 淀粉样蛋白 42(Amyloid beta protein 42,Aβ 42)均按照试剂盒说明书操作,使用Luminex多重测定法测定。研究结果与健康对照组或T2-DM组相比,在认知障碍和T2-DM合并认知障碍患者血浆中,Aβ 40的值比较高,但是A β 42/40比值相对较低;相较于健康对照组,认知障碍的患者表现出明显升高的YKL-40水平,T2-DM合并认知障碍患者PRGN水平下降,T2-DM患者OPN明显下降,认知障碍或T2-DM合并认知障碍患者IL-6水平升高。有趣的是,与认知障碍相比,在T2-DM中VEGF和S100B水平上升,T2-DM合并认知障碍患者中NSE水平明显低于T2-DM或认知障碍。研究结论Aβ 42,A β 40和A β42/40比率无法区分T2-DM合并认知障碍和认知障碍。某些血管损伤和神经退行相关细胞因子(YKL-40、NSE、VEGF)在T2-DM合并认知障碍与单纯认知障碍的鉴别中表现良好。将两者结合起来,有利于建立更精确的诊断体系并有助于建立个体化的诊疗方案。第二部分:血清炎症因子与糖尿病认知障碍的关联研究背景认知能力下降与糖尿病及其进展密切相关。然而,糖尿病引起的认知功能损害往往被忽视和漏诊,导致成千上万的糖尿病患者记忆恶化。因此,针对糖尿病相关的大脑功能损害,探索早期认知功能下降的有价值的生物标志物是亟待解决的关键问题。阿尔茨海默病(Alzheimer’ s Disease,AD)是最典型的痴呆,AD患者的大脑中存在复杂的慢性炎症反应。这些免疫相关细胞,如小胶质细胞和星型胶质细胞,围绕A β斑块周围发生聚集并释放炎性细胞因子,并进一步激活神经炎症和促进细胞因子的产生。我们先前的研究已经发现,神经和血管损伤的标志物在糖尿病和认知障碍中表达有显著差别,而炎症相关细胞因子在二者中表达类似,提示炎症可能是联系糖尿病和认知障碍的桥梁。然而,很少有研究评估认知能力和一系列慢性炎症标志物之间的关系。考虑到多种标志物可以提供更有效的诊断、更准确的预后评估并对未来治疗提供靶点,因此,在本研究中我们选择了一些可能与认知障碍(Cognitive Impairment)相关的血清炎症因子,评估它们与认知障碍发病及进展的关系。研究目的探讨认知障碍的T2-DM患者中血清炎症标志物的水平变化规律。研究方法本研究在山东大学临床医学院安徽省立医院,老年医学科、内分泌科和社区进行。我们招募了 120名老年患者,所有参与者签署了知情同意书。收集了 40例没有认知障碍的T2-DM患者的血液样本,40例伴有认知障碍的T2-DM患者血液标本,40例健康对照受试者血液标本。进行血清不同炎症标志物白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-8(Interleukin-8,IL-8)、白细胞介素-12(Interleukin-12,IL-12)、白细胞介素-1β(Interleukin-1 β,IL-1 β)、白细胞介素-10(Interleukin-10,IL-10)和肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)的水平检测,以及上述炎症标志物和β-分泌酶(Beta-Site APP Cleaving Enzyme 1,BACE1)的表达与简易精神量表(Mini-mental State Examination,MMSE)的相关性检测。研究结果1.血清不同炎症标志物水平:伴有认知障碍的T2-DM患者与无认知障碍的T2-DM 患者相比,血清 IL-6、IL-8、IL-12、L-1 β 和 TNF-a 水平升高(p<0.05)。总体而言,T2-DM和伴有认知障碍的T2-DM的患者与健康受试者相比,血清促炎标志物 IL-6、IL-8、IL-12、IL-1 β 和 TNF-α 水平升高(p<0.05)。此外,T2-DM、伴有认知障碍的T2-DM组实验组与健康组相比,血清IL-10水平降低(p<0.05)。2.炎症标志物和BACE1的表达与简易精神量表(MMSE)的相关性研究:伴有认知障碍的T2-DM患者与无认知障碍的T2-DM患者相比,血清中IL-6、IL-8、IL-12、IL-1 β、TNF-α等炎症标志物水平升高。不同组患者MMSE评分和血清多种炎症标志物之间存在显著负相关,例如IL-1 β(r=-0.45,P≤0.01)、IL-12(r=-0.30,P≤0.01)、TNF-α(r=-0.39,P≤0.01)、IL-6(r=-0.39,P≤0.01)、IL-8(r=-0.37,P≤0.01),除 IL-10(r=0.35,P≤0.01)之外。不同组患者中BACE1的表达与不同炎症标志物之间存在显著正相关,如IL-1 β(r=0.24,P≤0.05)、IL-12(r=0.19,P≤0.05)、TNF-a(r=0.21,P≤0.05)、IL-6(r=0.24,P≤0.05)。不同组患者中BACE1的表达与IL-8(r=0.12,P>0.05)差异无统计学意义,与IL-10(r=-0.29,P≤0.01)呈负相关。研究结论合并认知障碍的T2-DM患者与无认知障碍的T2-DM患者及健康组相比,血清炎症反应水平及BACE1蛋白含量明显升高。外周血BACE1蛋白含量的升高与认知障碍患者和T2-DM之间具有相关性,MMSE评分与疾病进展相关。在所有健康受试者、T2-DM及合并认知障碍的T2-DM的患者中,MMSE评分水平与BACE1蛋白表达水平呈负相关。基于本研究的结果,血清炎症反应的改变可能引发BACE1表达异常,二者联合起来是T2-DM患者认知能力下降的危险因素。第三部分:血浆BACE1的表达与糖尿病认知障碍的关联研究背景认知障碍(Cognitive Impairment)是 2 型糖尿病(Type 2-Diabetes Mellitus,T2-DM)常见的并发症之一,同时研究表明2型糖尿病患者认知下降的速度是非2型糖尿病人的2倍。鉴于临床还缺少有效治疗认知障碍,特别是重度认知障碍的手段,因此,早期诊断与早期干预认知障碍显得尤为重要。目前的研究发现β-分泌酶(Beta-Site APP Cleaving Enzyme 1,BACE1)是导致阿尔兹海默病(Alzheimer’ s disease,AD)的重要的风险因素,同时基于血浆BACE1能够很精确的反映脑内病理以及认知情况,而我们之前的研究已经发现,糖尿病患者中炎症水平的升高与BACE1的表达呈正相关,那么BACE1是否在糖尿病患者中也同样升高表达并促进糖尿病相关的认知障碍发生?这些问题还尚待研究。研究目的探讨2型糖尿病患者体内BACE1变化及其参与2型糖尿病相关的认知障碍发生的可能。研究方法本研究在山东大学临床医学院安徽省立医院老年医学科、内分泌科和社区群体进行。我们招募了 264名老年受试者,所有参与者签署了知情同意书。包括年龄匹配的57名健康对照、56名单纯T2-DM、69名单纯认知障碍和82名T2-DM合并认知障碍的血液标本,进行BACE1浓度水平测定和BACE1对含有瑞典突变位点的淀粉样蛋白前体(APPsw)酶活性水平测定,同时对受试者进行认知量表评估测试。研究结果1.T2-DM以及T2-DM合并认知障碍患者血浆中BACE1蛋白水平的研究:酶联免疫吸附法以及免疫沉淀与免疫印迹结合法检测到BACE1蛋白在T2-DM、认知障碍以及T2-DM合并认知障碍人群中相比较于正常人群组显著增高。2.T2-DM以及T2-DM合并认知障碍患者血浆中BACE1酶活性的研究:荧光能量转移法检测到与健康人群相比,T2-DM、认知障碍以及T2-DM合并认知障碍人群中BACE1对APPsw底物的酶活性显著升高(p<0.05)。同时,线性回归模型分析显示,外周血中的生物标志物BACE1蛋白水平与认知能力[根据简易精神量表(Mini-mental State Examination,MMSE]测定呈明显的负相关性,相一致的是外周血BACE1酶活性和病人认知水平同样呈现负相关。研究结论合并认知障碍的T2-DM患者血浆BACE1表达与酶活性显著增加,提示BACE1可能不仅与认知障碍风险相关,还可能参与到T2-DM相关的认知障碍发生。在T2-DM中异常升高的BACE1可能是导致其认知障碍发生的机制之一。因此,BACE1的升高,也应被视为预测T2DM认知障碍的生物标志物。