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目的:2型糖尿病（Type 2 diabetes mellitus,T2DM）因其高患病率而成为全球的公共健康问题;T2DM患轻度认知障碍和痴呆症的风险明显升高。导致T2DM相关认知障碍的机制仍不清楚,更缺乏有效的治疗措施。大脑组织神经元中尼古丁胆碱能受体（Neuronal nicotinic acetylcholine receptors,n ACh Rs）表达减少与认知功能障碍密切相关,增强n ACh Rs功能可改善认知功能。目前,T2DM脑组织内n ACh Rs的表达及其与认知功能的关系尚不清楚。本课题选用T2DM患者死后的尸体解剖脑组织标本、T2DM动物模型db/db小鼠、脂多糖（Lipopolysaccharide,LPS）诱导的小胶质细胞（大鼠原代培养小胶质细胞或人小胶质细胞系HMC3）与神经元细胞（大鼠原代培养神经元或人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y）体外共培养来研究（1）T2DM脑组织内n ACh R亚单位蛋白的表达;（2）应用a7 n ACh Rs激动剂/拮抗剂后对db/db小鼠空间学习记忆能力的影响,以及对动物脑组织和培养细胞中有关神经炎症反应、胰岛素信号、细胞能量通路的影响,探讨增强a7 n ACh Rs功能对db/db小鼠认知功能障碍的神经保护分子机制。方法:1.检测T2DM对脑的影响:（1）研究对象:T2DM患者及对照组（非糖尿病）尸体解剖的海马及皮质额叶、颞叶区组织切片标本,db/db小鼠及非糖尿病对照db/m小鼠的脑组织。（2）测定方法:采用免疫荧光方法,检测T2DM患者及对照脑组织中n ACh Ra7、a4、b2亚单位蛋白的表达;用Morris水迷宫（Morris water maze,MWM）检测小鼠的空间学习记忆能力;分别用蛋白印迹法（Western-blotting,WB）及实时荧光定量PCR（Real-time PCR）检测小鼠脑内n ACh Ra7、a4、b2亚单位蛋白及m RNA的表达。2.应用a7 n ACh Rs激动剂/拮抗剂干预实验:（1）实验对象:雄性db/db小鼠及db/m小鼠,LPS诱导的小胶质细胞（大鼠原代培养小胶质细胞或人小胶质细胞系HMC3）与神经元细胞（大鼠原代培养神经元或人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y）体外共培养模型。（2）处理方法:10周龄db/db和db/m小鼠分别每日一次腹膜注射等体积量的MLA（选择性a7 n ACh Rs拮抗剂,1mg/kg）、PNU-282987（选择性a7 n ACh Rs激动剂,0.5 mg/kg）、生理盐水（Normal saline,NS）,连续处理8周;细胞共培养模型分组采用MLA+PNU-282987+LPS、PNU-282987+LPS、LPS处理,孵育时间为26 h。（3）测定方法:用快速血糖仪检测小鼠空腹血糖;MWM测定小鼠空间学习记忆能力;用WB检测小鼠脑内及体外培养神经细胞的JAK/STAT通路（JAK2/p-JAK2、STAT3/p-STAT3）,胰岛素信号通路相关蛋白（IRS-1/p-IRS-1（Ser636）、PI3K/p-PI3K（110）、AKt/p-AKt（Thr308））,糖酵解关键酶（己糖激酶2（Hexokinase2,HK2）、磷酸果糖激酶-2（Phosphofructokinase-2,PFK-2））的蛋白表达水平;高效液相-质谱法检测小鼠海马组织6-磷酸葡萄糖、1,6-二磷酸果糖,反式乌头酸、富马酸、苹果酸、ATP含量;免疫荧光检测细胞内NF-kB（p65）的核易位;ELISA试剂盒检测培养基中细胞因子（肿瘤坏死因子（Tumor necrosis factor,TNF-a）、白细胞介素（Interleukin,IL-1b））浓度;JC-1检测线粒体膜电位。结果:1.T2DM对脑的影响:（1）n ACh R亚单位在各脑区表达:人脑标本结果显示,在海马区域,T2DM患者组的n ACh Ra7、a4亚单位蛋白表达水平均明显低于非糖尿病对照（P<0.01）;在额叶、颞叶皮质区域,T2DM患者组的n ACh Ra7、a4亚单位蛋白表达水平与非糖尿病对照组之间均无明显差异。在海马、额叶、颞叶皮质区域,n ACh Rb2亚单位蛋白表达水平在两组之间无明显差异。小鼠脑标本结果显示,在海马区域,db/db组的n ACh Ra7、a4亚单位蛋白表达水平明显低于db/m组（P<0.01）;在皮质区域,db/db组的n ACh Ra7、a4亚单位蛋白表达水平与db/m组之间均无明显差异。在海马和皮质区域,n ACh Rb2亚单位蛋白表达水平在两组之间均无明显差异。（2）db/db小鼠的空间学习记忆能力明显较db/m小鼠差。2.应用a7 n ACh Rs激动剂/拮抗剂干预后:（1）动物实验:db/db小鼠的结果显示,1)相较于control组,PNU-282987处理组的p-JAK2、p-STAT3蛋白表达明显升高,细胞内NF-kB核易位减少,炎症因子TNF-a、IL-1b的释放减少,而MLA及NS处理组的上述指标与对照组无明显差异;2)相较于control组,PNU-282987处理组的pIRS-1（Ser636）蛋白表达明显降低,p-PI3K（110）、p-AKt（Thr308）表达明显升高,而MLA及NS处理组的上述指标与对照组无明显差异;3)在db/db小鼠的海马组织,PNU-282987处理组的HK2、PFK-2蛋白表达水平明显升高,6-磷酸葡萄糖、1,6-二磷酸果糖、反式乌头酸、富马酸、苹果酸、ATP浓度明显高于MLA及NS处理组;4)PNU-282987处理组小鼠的空间学习记忆能力明显优于其他处理组。（2）细胞实验:原代神经元与小胶质细胞共培养、SH-SY5Y与HMC3细胞共培养模型均显示,相较于单纯LPS处理组,PNU-282987处理组的神经细胞的p-JAK2、p-STAT3蛋白表达水平明显升高,促炎细胞因子TNF-a、IL-1b的释放减少,p-IRS-1（Ser636）蛋白表达水平明显降低,pPI3K（110）、p-AKt（Thr308）、HK2、PFK-2蛋白表达水平明显升高,线粒体膜电位更高;用MLA预处理则消除了PNU-282987的这些效应。结论:1.T2DM患者及实验动物海马区域n ACh Ra7、a4亚单位蛋白表达减少;2.增强a7n ACh Rs功能可通过激活“胆碱能抗炎通路”减轻神经炎症反应,提高脑胰岛素敏感性,进而改善db/db小鼠海马神经元细胞及体外共培养的神经细胞的能量代谢;3.增强a7 n ACh Rs功能可改善db/db小鼠的空间学习记忆能力,其机制与改善海马能量代谢有关;4.T2DM认知功能降低可能与海马nAChRs表达低下有关。