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目的研究核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)基因敲除对2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)小鼠认知功能障碍的影响和相关机制。方法选取25~30 g SPF级8周龄ICR雄性野生型(wild type,WT)小鼠和Nrf2基因敲除(knockout,KO)小鼠各40只,随机分成4组(每组20只):阴性对照组(WT-negative control,NC)、2型糖尿病模型组(WT-T2DM)、Nrf2基因敲除对照组(KO-NC)和Nrf2基因敲除2型糖尿病模型组(KO-T2DM)。各糖尿病组高脂饮食(High Fat Diet,HFD)饲养一周后,腹腔内注射50mg/kg链脲佐菌素(streptozotocin,STZ),相应的对照组普通饮食饲养,1周后腹腔注射等剂量的柠檬酸缓冲液。检测各组小鼠的体重及血糖指标判定造模是否成功;水迷宫实验评价小鼠的学习和空间记忆能力;尼氏染色来观察Nrf2基因敲除对T2DM小鼠海马神经元的影响;免疫印迹法测定海马及大脑皮层中肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-α,TNF-α)及白介素1β(interleukin-1β,IL-1β)蛋白的表达情况;ELISA法测量Nrf2基因敲除对T2DM小鼠海马氧化应激指标(MDA,SOD)的影响;qRT-PCR检测Nrf2基因敲除对T2DM小鼠海马Nrf2、血红素氧化酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)和醌氧化还原酶(quinone oxidoreductase,NQO1)mRNA表达的影响。结果1 KO-NC组和KO-T2DM组均比相应的野生型小鼠体重降低,差异具有统计学意义(P<0.05)。2与WT-NC组相比,KO-NC组小鼠血糖升高(P<0.05),但血糖未达到糖尿病的标准,WT-T2DM组和KO-T2DM组的血糖均达到了糖尿病的标准,且KO-T2DM组的血糖值高于WT-T2DM组,差异均具有统计学意义(P<0.05)。3水迷宫定位航行实验结果显示,KO-NC组比WT-NC组逃避潜伏时间延长,且具有统计学意义(P<0.05);KO-T2DM组与WT-T2DM组相比较,KO-T2DM组逃避潜伏时间延长,且具有统计学意义(P<0.05)。4空间探索实验结果显示,KO-NC组和KO-T2DM组的小鼠在目标象限停留的时间百分比分别比对应的WT-NC组和组WT-T2DM短,提示Nrf2基因对2型糖尿病认知功能障碍具有保护作用。5尼氏染色结果显示,WT-NC组小鼠海马神经元形态正常,排列整齐,呈圆形且清晰,核仁明显;WT-T2DM组小鼠神经细胞存在变性,坏死,细胞皱缩深染,细胞核变小甚至消失,细胞间隙变大;KO-T2DM组神经元细胞萎缩和细胞核裂解现象比WT-T2DM组更加剧烈,镜下计数结果显示,与WT-NC组相比,WT-T2DM组神经元丢失明显(P<0.05),而KO-T2DM组与WT-T2DM相比,细胞缺失更显著,差异具有统计学意义(P<0.05)。6免疫印迹法分析结果显示,WT-T2DM组小鼠海马TNF-α及IL-1β蛋白表达水平比WT-NC组明显增高(P<0.05);KO-T2DM组TNF-α及IL-1β蛋白表达水平比WT-T2DM组升高更为显著(P<0.05)然而KO-T2DM组与WT-T2DM组之间TNF-α及IL-1β蛋白表达水平无统计学差异(P>0.05)。7 ELISA法测量MDA的含量结果显示,WT-T2DM组小鼠海马MDA的含量比WT-NC组增高;KO-T2DM组MDA的含量比WT-T2DM组MDA的含量升高更为显著,差异均具有统计学意义(P<0.05),然而KO-T2DM组与WT-T2DM组之间MDA的含量无统计学差异(P>0.05),另外,SOD活性检测结果显示,与WT-NC组相比,WT-T2DM组、KO-NC组和KO-T2DM组小鼠海马中SOD活性均明显降低(P<0.05);且KO-T2DM组中SOD的活性与WT-T2DM组中SOD的活性相比,也明显降低,差异均具有统计学意义(P<0.05)。8 qRT-PCR检测结果显示,WT-T2DM组小鼠海马Nrf2 mRNA表达水平比WT-NC组明显降低(P<0.05);KO-NC组与KO+T2DM组的Nrf2 mRNA均无表达。与WT-NC组相比,WT-T2DM组、KO-NC组和KO-T2DM组小鼠海马的NQO1和HO-1 mRNA均表达下调(P<0.05),KO-NC组和KO-T2DM组的NQO1 mRNA和HO-1 mRNA与WT组及WT-T2DM组分别相比均明显降低(P<0.05),KO-NC组与KO-T2DM组的NQO1 mRNA和HO-1 mRNA的表达相比无显著差异(P>0.05)。结论1 Nrf2基因敲除可造成糖尿病2型小鼠认知功能损害,Nrf2基因对2型糖尿病认知功能障碍具有保护作用。2 2型糖尿病会导致海马氧化应激及炎症反应增加,抗氧化防御能力减退,进而出现认知功能损伤及神经元结构形态异常。而Nrf2基因的缺失会导致2型糖尿病小鼠海马氧化应激及炎症反应增进一步增加,抗氧化防御能力进一步减退,进而出现更严重的认知功能损伤及神经元结构形态异常。图9幅;表0个;参93篇。