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目的:1.观察RAGE与补体C3在糖尿病小鼠海马区的表达水平;2.探究高糖通过RAGE调控补体C3转录及活化的分子机制;3.明确RAGE与补体C3对糖尿病小鼠大脑结构和功能的影响。方法:1.动物实验:(1)C57BL/6J小鼠随机分为4组:对照组、糖尿病组、糖尿病+FPS-ZM1组、糖尿病+C3aRA组。糖尿病组给予一次性150mg/kg STZ腹腔注射建立1型糖尿病小鼠模型。建模3个月后,FPS-ZM1组及C3aRA组糖尿病小鼠分别给予腹腔注射RAGE特异性抑制剂FPS-ZM1(1mg/kg)以及C3aRA(60mg/kg),每天注射一次,连续4周。(2)Morris水迷宫检测小鼠的空间学习与记忆力。(3)免疫荧光双标法观察星形胶质细胞标志物GFAP与RAGE,GFAP与补体C3的定位关系,并分析RAGE与补体C3在星形胶质细胞中的表达水平;免疫荧光单标法检测突触素SYP的表达水平。(4)Western blot检测补体C3、RAGE/p38MAPK/NF-κB信号分子的表达以及突触蛋白的表达。(5)Nissl以及TUNEL染色分析神经元数量及凋亡情况。2.细胞实验:(1)原代星形胶质细胞分组:对照组(NG);NG+30mM甘露醇组;高糖(HG)15mM组;HG15mM+15mM甘露醇组;HG30mM组;HG30mM+FPS-ZM1组;HG30mM+SB203580组;HG30mM+PDTC组。(2)qRT-PCR检测各组星形胶质细胞的补体C3 mRNA的表达。(3)Western blot检测补体C3、补体调控因子Crry以及RAGE信号通路的表达。(4)流式细胞仪检测各组星形胶质细胞ROS含量。(5)ELISA检测星形胶质细胞补体C3分泌水平。结果:1.动物实验(1)Morris水迷宫结果提示:糖尿病组逃避潜伏期较对照组延长,而FPS-ZM1组及C3aRA组逃避潜伏期较糖尿病组显著缩短。糖尿病小鼠平台穿越次数以及目标象限停留时间较对照小鼠减少,而FPS-ZM1组及C3aRA组小鼠平台穿越次数及目标象限停留时间较糖尿病小鼠增加。(2)免疫荧光结果示:糖尿病小鼠海马区补体C3荧光量较对照小鼠增加,与星形胶质细胞GFAP重合。FPS-ZM1组海马区GFAP阳性细胞的补体C3荧光量较糖尿病组显著下降。RAGE与GFAP荧光双标结果显示,糖尿病组RAGE与GFAP部分重合,且GFAP阳性细胞内RAGE荧光量较对照组增加,而FPS-ZM1干预后可以缓解RAGE的表达量。荧光单标SYP结果显示,与对照组相比,糖尿病组海马区SYP荧光强度下降。与糖尿病组相比,FPS-ZM1组以及C3aRA组SYP荧光强度增加。(3)Western blot检测结果显示,与对照组相比,糖尿病组补体C3、RAGE表达增加,p38MAPK、NF-κB磷酸化水平增加,突触素SYP、PSD-95表达下降。FPS-ZM1干预糖尿病小鼠可以显著下降补体C3、RAGE的表达,减少p38MAPK、NF-κB磷酸化水平,增加SYP、PSD-95的表达。(4)Nissl染色显示,糖尿病组海马区神经细胞密度较对照组明显减少,而FPS-ZM1组及C3aRA组海马区神经细胞密度较糖尿病组增加。TUNEL染色结果显示,糖尿病组海马区细胞凋亡指数较对照组上升,而FPS-ZM1组及C3aRA组海马区细胞凋亡指数较糖尿病组下降。2.细胞实验(1)Western blot及ELISA结果显示,HG15mM组及HG30mM组星形胶质细胞内以及胞外的补体C3蛋白含量较NG组增加;NG+30mM甘露醇组与NG组比较,HG15mM+15mM甘露醇组与HG15mM组比较,细胞内外补体C3蛋白水平无统计学差异。与NG组比较,HG30mM诱导的星形胶质细胞RAGE、p-p38MAPK、p-NF-κB信号分子表达升高,补体调控因子Crry表达下降。在HG30mM培养的星形胶质细胞中分别加入RAGE、p38MAPK、NF-κB抑制剂后,细胞内外补体C3蛋白含量下降,补体调控因子Crry表达增加。(2)qRT-PCR结果显示,HG30mM培养的星形胶质细胞的补体C3 mRNA水平较NG组升高,在该细胞模型中分别加入RAGE、p38MAPK、NF-κB特异性抑制剂后,补体C3 mRNA水平较单纯高糖培养时下降。(3)HG30mM组星形胶质细胞ROS含量较NG组多,加入RAGE抑制剂FPS-ZM1后,可以缓解高糖导致的ROS产生。结论:1.糖尿病小鼠海马组织星形胶质细胞中的补体C3表达上调。2.高糖通过星形胶质细胞RAGE/p38MAPK/NF-κB参与调控补体C3的转录水平。3.高糖通过星形胶质细胞RAGE,促进ROS生成,减少补体调控因子Crry表达,参与补体C3的活化。4.RAGE通过补体C3介导糖尿病小鼠海马区神经元凋亡、突触丢失以及认知功能下降的发生发展。