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糖尿病(diabetes mellitus,DM)是一种慢性代谢性疾病,其特征是高血糖和多种慢性并发症,包括心血管、眼部、肾脏和免疫紊乱等。目前,全世界患DM的人数超过5亿人,预计这一数字将在未来30年内急剧增加。近年来,越来越多的研究开始关注DM相关的神经功能受损,以认知功能的进行性下降为代表,即DM相关认知功能障碍。DM相关认知功能障碍尤以2型糖尿病(Type2 diabetes mellitus,T2DM)患者的记忆力、学习能力和精神运动效率等下降为主,DM相关认知功能障碍不仅导致T2DM患者的自理能力和生活质量严重下降,还增加了相关疾病的发病率和死亡率。因此,针对DM相关认知功能障碍的发病机制及防治药物的研究有巨大的社会经济价值,遗憾的是DM相关认知功能障碍的潜在发病机制及相关的干预或处理措施仍不清楚。白藜芦醇(Resveratrol,RSV)是一种从植物中提取的天然非黄酮类多酚化合物,RSV具有抗DM、抗内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)、抗炎、抗氧化、抗细胞凋亡等多种药理学活性,对神经退行性病变、DM、心脑血管疾病等诸多疾病具有多种潜在的治疗靶点。尽管近年来越来越多的研究开始关注RSV对认知功能的改善作用,但是,RSV改善DM相关认知功能障碍的作用及机制仍值得进一步探讨。因此,本研究拟观察RSV对T2DM大鼠认知功能障碍的改善作用,并从抗神经元凋亡、抗炎、抗ERS等视角探讨RSV对DM相关认知功能障碍作用的分子机制。本研究分为两个部分,第一部分观察RSV对T2DM大鼠认知功能障碍的改善作用,并探讨其机制是否与改善大鼠海马区神经元损伤、降低神经元凋亡、减轻炎症损伤和ERS及上调mi R-146a-5p、下调硫氧还蛋白相互作用蛋白(thioredoxin-interacting protein,TXNIP)的表达有关。第二部分在体外细胞实验中进一步验证RSV改善DM相关认知功能障碍的分子机制是通过调控mi R-146a-5p/TXNIP轴从而发挥抗炎、抗ERS的作用。本研究在探索DM相关认知功能障碍的相关机制及有效防治措施方面具有重要意义。第一部分白藜芦醇对2型糖尿病大鼠认知功能障碍的作用及机制初探目的:观察RSV对T2DM大鼠认知功能的影响,观察RSV对T2DM大鼠海马神经元病理改变、炎症因子、ERS标志物及mi R-146a-5p、TXNIP的表达水平的影响,探讨RSV改善T2DM大鼠认知功能障碍的可能机制。方法:36只雄性SD大鼠,用随机数字表法将大鼠随机分为正常对照组(Normal组,n=12)和T2DM模型组(n=24)。T2DM模型组给予高糖高脂饲料喂养4周后,按照35mg/kg的剂量于左下腹腹腔注射0.45%的链脲佐菌素,继续高糖高脂饲料喂养2周后尾静脉取血,检测不禁食血糖≥16.7mmol/L者视为造模成功,作为T2DM大鼠纳入实验。用随机数字表法将24只T2DM大鼠分为2组:T2DM组(n=12)、T2DM+RSV组(n=12)。T2DM+RSV组给予RSV 50 mg/kg/d灌胃,Normal组和T2DM组每天灌胃等体积的羧甲基纤维素钠,连续给药4周。每周对各组大鼠进行体重和血糖检测。采用新物体识别实验和Morris水迷宫实验评估各组大鼠的认知功能,HE染色观察各组大鼠海马CA1区神经元的形态变化,TUNEL染色检测各组大鼠海马神经元凋亡,ELISA检测各组大鼠海马组织白细胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)的含量,Western blot方法检测各组大鼠海马组织ERS标志物的表达,实时荧光定量PCR法(quantitative real-time PCR,q RT-PCR)检测各组大鼠海马组织IL-1β、TNF-α、mi R-146a-5p和TXNIP m RNA的表达。结果:(1)新物体识别实验:与Normal组相比,T2DM组大鼠对新物体的识别指数明显下降(P﹤0.05)。与T2DM组大鼠相比,T2DM+RSV组大鼠的识别指数得到明显提高(P﹤0.05)。(2)Morris水迷宫实验:定位航行实验结果显示,自第2天至第4天,T2DM组大鼠逃避潜伏期较Normal组明显延长(P﹤0.05)。第3天和第4天,T2DM+RSV组大鼠逃避潜伏期较T2DM组明显缩短(P﹤0.05)。空间探索实验结果显示:T2DM组大鼠穿越隐匿平台的次数和在平台所在象限停留时间均显著少于Normal组(P﹤0.05),T2DM+RSV组大鼠穿越隐匿平台次数和在平台所在象限停留时间均显著多于T2DM组大鼠(P﹤0.05)。(3)HE染色:Normal组大鼠海马CA1区神经元排列整齐紧密,胞浆及细胞核饱满、清晰可见。T2DM组大鼠脑组织海马CA1区神经元排列紊乱、松散,细胞变小,出现核固缩,染色质聚集,且胞浆减少。而T2DM+RSV组大鼠海马CA1区神经元的形态较T2DM组大鼠得到了明显改善。(4)TUNEL染色:与Normal组相比,T2DM组凋亡神经元数目显著增多(P﹤0.05)。与T2DM组相比,T2DM+RSV组神经元凋亡数目显著减少(P﹤0.05)。(5)与Normal组相比,T2DM组大鼠海马组织IL-1β和TNF-α的含量和m RNA表达均显著增加(P﹤0.05);与T2DM组相比,T2DM+RSV组IL-1β和TNF-α的含量和m RNA表达均显著减少(P﹤0.05)。(6)与Normal组相比,T2DM组大鼠ERS标志物GRP78、CHOP、IRE1蛋白表达均显著增加(P﹤0.05);与T2DM组相比,T2DM+RSV组ERS标志物GRP78、CHOP、IRE1蛋白表达均显著减少(P﹤0.05)。(7)与Normal组相比,T2DM组大鼠mi R-146a-5p的表达显著下降(P﹤0.05),TXNIP m RNA表达显著增加(P﹤0.05);与T2DM组相比,T2DM+RSV组mi R-146a-5p的表达显著增加(P﹤0.05),TXNIP m RNA表达显著下降(P﹤0.05)。结论:RSV可以改善T2DM大鼠认知功能障碍,其机制可能与改善海马区神经元损伤、减少神经元凋亡、减轻炎症损伤和ERS及上调mi R-146a-5p、下调TXNIP有关。第二部分白藜芦醇通过mi R-146a-5p/TXNIP轴减轻高糖诱导的大鼠原代海马神经元的炎症和内质网应激目的:观察RSV对高糖诱导的大鼠原代海马神经元的炎症和ERS的影响,以及对mi R-146a-5p、TXNIP表达的影响,并进一步验证RSV是否通过调控mi R-146a-5p/TXNIP轴从而发挥抗炎、抗ERS的神经保护作用。方法:(1)体外分离、培养大鼠原代海马神经元,建立高糖损伤海马神经元的模型,分为对照(Con)组、高糖(HG)组、HG+RSV组。高糖浓度为45m M,RSV干预浓度为45μM,干预48h。ELISA和q RT-PCR检测各组海马神经元IL-1β和TNF-α的含量和m RNA的表达;Western blot方法检测各组海马神经元ERS标志物的表达;q RT-PCR检测各组海马神经元mi R-146a-5p和TXNIP m RNA的表达。(2)在海马神经元中转染mi R-146a-5p抑制剂来抑制mi R-146a-5p,分为HG组、HG+RSV+mi R-146a-5p抑制剂阴性对照(HG+RSV+inhibitor NC)组、HG+RSV+mi R-146a-5p抑制剂(HG+RSV+mi R-146a-5p inhibitor)组。再用ELISA和q RT-PCR检测各组海马神经元IL-1β和TNF-α的含量和m RNA的表达,Western blot方法检测各组海马神经元ERS标志物的表达。(3)双荧光素酶报告基因实验验证TXNIP是mi R-146a-5p调控靶基因。(4)分别转染mi R-146a-5p模拟物(mi R-146a-5p mimics)、mi R-146a-5p模拟物阴性对照(mimics NC)和mi R-146a-5p inhibitor、inhibitor NC构建mi R-146a-5p过表达及表达抑制模型,采用q RT-PCR和Western blot检测TXNIP m RNA和蛋白的表达,进一步验证mi R-146a-5p对TXNIP的调控作用。结果:(1)与Con组相比,HG组海马神经元IL-1β和TNF-α的含量及m RNA表达均显著增加(P﹤0.05);与HG组相比,HG+RSV组海马神经元IL-1β和TNF-α的含量及m RNA表达均显著减少(P﹤0.05)。(2)与Con组相比,HG组海马神经元ERS标志物GRP78、CHOP、IRE1蛋白表达均显著增加(P﹤0.05);与HG组相比,HG+RSV组ERS标志物GRP78、CHOP、IRE1蛋白表达均显著减少(P﹤0.05)。(3)与Con组相比,HG组海马神经元mi R-146a-5p表达显著下降(P﹤0.05),TXNIP m RNA表达显著增加(P﹤0.05);与HG组相比,HG+RSV组海马神经元mi R-146a-5p表达显著增加(P﹤0.05),TXNIP m RNA表达显著下降(P﹤0.05)。(4)转染mi R-146a-5p inhibitor或inhibitor NC结果显示:与HG组相比,HG+RSV+inhibitor NC组海马神经元IL-1β和TNF-α的含量、m RNA表达均显著下降(P﹤0.05),ERS标志物GRP78、CHOP、IRE1蛋白表达均显著下降(P﹤0.05);与HG+RSV+inhibitor NC组相比,HG+RSV+mi R-146a-5p inhibitor组海马神经元IL-1β和TNF-α含量、m RNA表达均显著增加(P﹤0.05),ERS标志物GRP78、CHOP、IRE1蛋白表达均显著增加(P﹤0.05)。(5)双荧光素酶报告基因实验结果显示:在转染mi R-146a-5p mimics和包含TXNIP 3’UTR(野生型)荧光素酶质粒组的相对荧光素酶活性显著降低(P﹤0.05)。(6)在mi R-146a-5p过表达及表达抑制模型中,结果显示:与转染mimics NC组相比,mi R-146a-5p mimics转染组中TXNIP m RNA和蛋白表达显著降低(P﹤0.05);与转染inhibitor NC组相比,mi R-146a-5p inhibitor转染组中TXNIP m RNA和蛋白表达显著增加(P﹤0.05)。结论:RSV可能通过上调mi R-146a-5p的表达,继而靶向下调TXNIP的表达,从而在高糖诱导的大鼠海马神经元炎症损伤和ERS损伤中发挥神经保护作用。