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目的:观察糖尿病大鼠出现认知功能障碍时海马组织中ERK表达的变化,探讨预防性应用丁苯酞对糖尿病大鼠认知功能障碍及海马ERK表达的影响。方法:健康雄性6周龄的SD大鼠55只(体重140-160g)。随机分为正常对照组(NC组,n=10),糖尿病组(DM组,n=45)。糖尿病组随机分为3组即糖尿病对照组(DC组, n=15)、糖尿病丁苯酞低剂量预防组(DC+60NBP组,n=15)、糖尿病丁苯酞高剂量预防组(DC+120NBP组,n=15)。禁食12小时后,DM组大鼠腹腔内一次性注射STZ60mg/kg,NC组大鼠腹腔内一次性注射等体积的柠檬酸缓冲液,72小时尾静脉取血测定血糖,血糖≥16.7mmol/L为造模成功。以后每周测血糖,若<16.7mmol/L则剔除。造模成功后第二天给予丁苯酞灌胃,DC+60NBP组给予丁苯酞60mg/kg灌胃,每日1次;DC+120NBP组给予丁苯酞120mg/kg灌胃,每日1次;NC组、DC组各给予等体积的玉米胚芽油灌胃,每日1次,干预12周。第12周时各组进行Morris水迷宫测试后,处死大鼠并取材,应用蛋白质免疫印记法(Western-blot)、逆转录聚合酶链反应法(RT-PCR)、免疫组化方法检测海马组织中ERK的表达水平。结果:(1)一般状态:糖尿病大鼠造模成功后即出现多尿、多饮、多食等症状,血糖维持在较高水平,并逐渐出现毛色枯黄、皮肤变薄、反应迟钝、精神萎靡等现象。干预过程中,DC+60NBP组和DC+120NBP组大鼠一般情况优于DC组。NC组大鼠在整个实验期间生长状态及营养情况良好,无明显变化。(2)血糖及体重的变化:造模前NC组与DM组比较,大鼠的血糖及体重均无统计学差异。造模后糖尿病各亚组(DC组、DC+60NBP组、DC+120NBP组)大鼠血糖水平均明显高于同期NC组(P<0.01),但体重均明显低于同期NC组(P<0.01)。糖尿病各亚组间大鼠同期血糖及体重均无统计学差异(P>0.05)。(3)学习记忆能力检测:①基础游泳速度:各组大鼠之间游泳速度无统计学意义(P>0.05)。②定位航行实验:与同时期NC组比较,DC组逃避潜伏期明显延长(P<0.05);与同时期DC组比较,DC+60NBP组和DC+120NBP组逃避潜伏期明显缩短(P<0.05),但仍长于NC组(P<0.05);与DC+60NBP组比较,DC+120NBP组逃避潜伏期在第3天到第5天缩短(P<0.05)。③空间探索实验:与NC组比较,DC组大鼠穿越平台的次数明显减少(P<0.05);与DC组比较,DC+60NBP组、DC+120NBP组大鼠穿越平台的次数明显增加(P<0.05),但仍少于NC组(P<0.05);与DC+60NBP组比较,DC+120NBP组大鼠穿越平台次数增加(P<0.05)。(4)RT-PCR结果:与NC组比较,DC组大鼠海马组织中ERK1mRNA表达量明显减少(P<0.01);与DC组比较,DC+60NBP组和DC+120NBP组大鼠海马组织中ERK1mRNA表达量均明显增加(P<0.01);与DC+60NBP组比较,DC+120NBP组大鼠海马组织中ERK1mRNA表达量亦有明显增加(P<0.01)。(5)Western blot结果:与NC组比较,DC组大鼠海马组织中p-ERK1/2蛋白表达量明显减少(P<0.01);与DC组比较,DC+60NBP组、DC+120NBP组大鼠海马组织中p-ERK1/2蛋白表达量均明显增加(P<0.01);与DC+60NBP组比较,DC+120NBP组大鼠海马组织中p-ERK1/2蛋白表达量亦有明显增加(P<0.01)。(6)HE染色结果显示:NC组大鼠海马CA1区细胞排列致密整齐可见多层,细胞核大而圆;DC组大鼠海马CA1区细胞胞核形态不规则、胞质浓染,细胞数目减少、排列稀疏且层次不清,有散在空腔形成;DC+60NBP组大鼠海马CA1区细胞数目增多、排列较整齐,层次尚清楚,病变较DC组轻微;DC+120NBP组大鼠海马CA1区细胞形态大致正常,细胞数目明显增多,病变较DC+60NBP组轻微。(7)免疫组化结果显示:与NC组比较,DC组大鼠海马组织CA1区p-ERK1/2阳性细胞的OD值明显降低(P<0.05);与DC组比较,DC+60NBP组和DC+120NBP组大鼠海马组织CA1区p-ERK1/2阳性细胞的OD均明显增高(P<0.05);与DC+60NBP组比较,DC+120NBP组大鼠海马组织CA1区p-ERK1/2阳性细胞的OD值增高(P<0.05)。结论:(1) STZ腹腔注射制备1型糖尿病大鼠模型,成模12周时大鼠学习记忆能力明显下降,发生认知功能障碍。(2)糖尿病大鼠发生认知功能障碍时海马组织中ERK表达减少,提示ERK表达减少可能是糖尿病发生认知功能障碍的潜在机制。(3)预防性应用丁苯酞可以上调糖尿病大鼠海马组织中ERK的表达水平,提高大鼠学习记忆能力,有一定的预防保护作用。(4)高剂量丁苯酞预防糖尿病对大鼠学习记忆损害的作用优于低剂量。