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背景糖尿病对中枢神经系统(Central nervous system,CNS)的影响近年来已引起人们的广泛重视,糖尿病脑病(Diabetic encephalopathy)的概念大致为:糖尿病引起的认知障碍和大脑的神经生理及结构的改变称为糖尿病脑病,它是由Nielsen于1965年首次提出。糖尿病脑病的发病机制尚不清楚,近年研究发现IGF-1信号通路对中枢神经系统的影响已引起广泛关注。大量研究资料显示IGF-1信号通路调节异常在糖尿病脑病发病及进程中扮演着重要角色。目前缺乏有效的糖尿病脑病的防治治疗手段,因此对糖尿病脑病的发病机制进行研究,并寻找有效防治糖尿病脑病的药物具有重要意义。姜黄素是从姜黄类植物块茎提取的多酚,有抑制细胞凋亡、改善STZ大鼠认知功能、降低氧化应激等作用。为此,我们设计本研究:以STZ诱导的糖尿病大鼠为模型,观察姜黄素对糖尿病脑病大鼠认知功能的影响及作用机制,为临床应用提供依据。目的本研究旨在通过姜黄素干预动物模型,观察糖尿病脑病大鼠海马IGF-1、IGF-1R表达的变化,初步探讨IGF-1信号通路在糖尿病脑病中的作用机制及姜黄素对糖尿病脑病保护作用机制,为临床上治疗糖尿病脑病提供理论依据。方法1动物模型成年3月龄SPF级雄性SD大鼠(体重200～250g)40只,随机分为两组:对照组(n=10)和糖尿病组(n=30)。SD大鼠腹腔注射STZ (60mg/kg)建立糖尿病模型后,饲养至12周时,水迷宫实验选择糖尿病脑病成模大鼠共20只。对照组大鼠随机分成两组:正常对照组(A组,n=5)和正常姜黄素组(B组,n=5),模型组大鼠随机分成糖尿病脑病组(C组,n=10)和姜黄素治疗组(D组,n=10)。正常姜黄素组和姜黄素治疗组大鼠予以姜黄素60mg/kg/d持续灌胃12周,正常对照组和糖尿病脑病组大鼠用等量的羧甲基纤维素灌胃。2一般观察各组大鼠于0周、12周、24周分别进行一般观察和Morris水迷宫实验,记录体重(g)、血糖(mmol/L)、逃避潜伏期(S)及24周时大鼠的HbA1C(%)。3分子生物检测实验结束后,取3只大鼠予以麻醉后冰台上断头取脑,剥离海马组织,置于4%的多聚甲醛中固定。免疫组化SP法分别观察IGF-1、IGF-1R的表达情况,并用Imagine pro plus 6.0(美国Media Cybernetics)软件测定其IOD值。其余动物麻醉后直接断头取脑,置于-80℃液氮中保存,RT-PCR法观察IGF-1、IGF-1R表达的变化,Quantity one软件测定IGF-1/β-actin及IGF-1R/β-actin的相对表达量。结果(1)糖尿病脑病组大鼠明显表现为多饮、多尿、多食,毛色灰黄,精神萎靡,行动缓慢,一般状况差。造模前各组大鼠体重、血糖无显著差异(P>0.05)。12周时,糖尿病脑病组大鼠体重明显低于正常对照和正常姜黄素组(P<0.01),而糖尿病脑病组大鼠的血糖显著高于正常对照和正常姜黄素组。24周时,姜黄素治疗组大鼠体重明显增加(P<0.01),血糖却无明显变化(P=0.163),HbA1C较糖尿病脑病组明显降低(P<0.05),而正常对照组和正常姜黄素组大鼠体重、血糖无明显区别(P值分别为0.538,0.782)。(2)0周时,两组大鼠平均逃避潜伏期(S)分别为:25.80士10.81和26.70士8.73,无显著性差异(P >0.05);12周时,糖尿病脑病组平均逃避潜伏期(S)为48.60士6.07,较正常对照组和正常姜黄素组延长。24周时,姜黄素治疗组大鼠逃避潜伏期明显低于糖尿病脑病组(P <0.01),而正常对照组和正常姜黄素组无明显差异(P =0.608)。(3)正常对照组和正常姜黄素组大鼠海马CA1区神经元细胞排列整齐、紧密,胞体圆形。糖尿病脑病组大鼠海马CA1区神经元数量减少,大量胶质细胞增生,姜黄素治疗组大鼠海马CA1区神经元细胞排列疏松,与糖尿病脑病组比较,胶质细胞数量减少。(4)IGF-1、IGF-1R在海马神经元中成棕黄色为阳性。正常对照组和正常姜黄素组海马神经元中可见棕黄色异染颗粒;糖尿病脑病组棕黄色异染颗粒明显减少(P<0.01),姜黄素治疗组棕黄色异染颗粒明显增加,亦有显著性差异(P<0.01);但正常对照组和正常姜黄素组相比无统计学意义(P=0.456)。(5)糖尿病脑病组大鼠海马区IGF-1 mRNA、IGF-1R mRNA的表达明显低于正常对照组和正常姜黄素组(P <0.01),姜黄素治疗组大鼠海马区IGF-1 mRNA、IGF-1R mRNA的表达明显增高(P =0.037),正常对照组和正常姜黄素组无明显差异(P =0.684)。结论(1)12周时糖尿病脑病大鼠学习记忆能力轻度下降。经姜黄素治疗后,学习记忆能力有所改善。(2)糖尿病脑病大鼠海马IGF-1、IGF-1R表达的减少可能在糖尿病脑病发病机制中发挥着重要的作用,姜黄素有脑保护作用可能是通过调控IGF-1信号通路实现的。