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目的:本实验通过观察二甲双胍治疗后2型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus,T2DM)大鼠海马神经元超微结构的改变,同时观察二甲双胍治疗后T2DM大鼠海马胰岛素信号通路相关蛋白胰岛素受体(Insulin Receptor,INSR)和胰岛素受体底物-1(Insulin Receptor Substrate,IRS-1)的表达水平变化,探讨二甲双胍对T2DM大鼠海马神经元细胞的影响。方法:选取SPF级健康雄性GK大鼠24只,Wistar大鼠10只,适应性饲养2周。2周后测GK大鼠随机血糖均≥11.1mmol/l,符合T2DM成模标准,按照随机数表将其随机分为模型组与二甲双胍组,每组12只,Wistar大鼠10只作为正常对照组。二甲双胍组给予二甲双胍(85mg/kg/d,灌胃),正常对照组及模型组给予等体积生理盐水(每日1次,灌胃),持续给药8周。分别于给药前及给药8周后测大鼠的体重及空腹血糖。给药8周后,灌胃给予大鼠无水葡萄糖2g/kg行口服葡萄糖耐量实验(Oral glucose tolerance test,OGTT),应用梯形面积公式计算其浓度-时间曲线下面积(Area under the concentration time curve,AUC)。腹腔注射10%水合氯醛0.3ml/100g对大鼠进行麻醉,断头留取大鼠海马组织,应用透射电镜(Transmission electron microscope,TEM)观察各组大鼠海马神经元细胞的超微结构,应用Western blot检测并分析各组大鼠海马组织中INSR与IRS-1蛋白的表达水平。结果:1体重比较结果:给药前,各组大鼠间体重均数差异无统计学意义(P>0.05)。给药8周后,模型组和二甲双胍组大鼠体重显著低于正常对照组,差异有统计学意义(P<0.01,P<0.01);二甲双胍组与模型组体重相近,差异无统计学意义(P>0.05)(见表1)。2 FBG比较结果:给药前,模型组与二甲双胍组大鼠FBG水平显著高于正常对照组,差异有统计学意义(P<0.01,P<0.01);模型组与二甲双胍组大鼠FBG水平相近,差异无统计学意义(P>0.05)。给药8周后,模型组FBG水平仍高于正常对照组,差异有统计学意义(P<0.01);二甲双胍组FBG水平低于模型组,差异有统计学意义(P<0.01);二甲双胍组与正常对照组FBG水平相近,差异无统计学意义(P>0.05)(见表2)。3 OGTT实验显示:给药8周后,OGTT实验正常对照组和二甲双胍组大鼠120min时血糖与0min时血糖水平相近,差异无统计学意义(P>0.05,P>0.05),模型组大鼠120min时血糖高于0min时血糖,差异有统计学意义(P<0.01);且120min时模型组大鼠血糖显著高于正常对照组与二甲双胍组,差异有统计学意义(P<0.01,P<0.01)。模型组大鼠OGTT实验AUC值显著高于正常对照组,差异有统计学意义(P<0.01)。二甲双胍组AUC值较模型组显著降低,差异有统计学意义(P<0.01)(见表3)。4 TEM观察结果显示:1)正常对照组:海马神经元细胞大小形态正常,胞核呈卵圆形或圆形,核仁明显且位于胞核中心,染色质正常,分布均匀,核膜完整光滑,结构清晰。胞浆内细胞器丰富,线粒体结构清晰,呈卵圆形,嵴多而明显。粗面内质网正常,无肿胀、脱颗粒等现象,大量糖原清晰可见。2)模型组:神经元细胞形态不规则,核固缩,核仁偏移、消失或萎缩变形,染色质边集或消失,异染色质增多,电子密度增大。核膜变形呈锯齿状或波浪状褶皱,双层核膜结构不清,间隙消失。细胞质内细胞器减少,成空泡状。线粒体结构不清,内嵴减少、断裂或消失,呈空泡状变性。粗面内质网肿胀,模糊不清,排列紊乱,出现脱颗粒现象,糖原消失明显。3)二甲双胍组:神经元细胞形态大致正常,核仁明显,大多数细胞染色质分布均匀,少数细胞存在染色质凝集,核膜完整,略有锯齿状改变。线粒体大小形态正常,膜结构及线粒体嵴清晰,少数出现空泡变性。粗面内质网可见轻微肿胀,少数出现脱颗粒现象,糖原清晰可见(见图1)。5 Western blot结果显示:模型组T2DM大鼠海马INSR与IRS-1蛋白表达水平均显著低于正常对照组,差异有统计学意义(P<0.01,P<0.01);二甲双胍组T2DM大鼠海马INSR与IRS-1蛋白表达水平均高于模型组,差异有统计学意义(P<0.01,P<0.01);二甲双胍组T2DM大鼠海马INSR蛋白表达水平低于正常对照组,差异有统计学意义(P<0.01),IRS-1蛋白表达水平与正常对照组相近,差异无统计学意义(P>0.05)(见图2、3、4)。结论：1 T2DM大鼠海马组织超微结构损伤,INSR与IRS-1表达水平明显降低,糖尿病认知障碍的发生发展可能与INSR和IRS-1密切相关。2二甲双胍可以显著改善T2DM大鼠海马神经元超微结构损伤,提高海马组织中INSR与IRS-1的表达。