小檗堿對糖尿病大鼠認(rèn)知功能改善及對Notch1和Hes1蛋白表達(dá)的影響

摘要：目的:研究小檗堿對糖尿病大鼠空間學(xué)習(xí)記憶障礙的改善作用以及糖尿病大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元的凋亡影響。 方法:制備STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠模型，以60 mg/kg劑量的小檗堿治療6周，檢測其體重和空腹血糖水平,Morris水迷宮 實驗評價大鼠學(xué)習(xí)記憶能力；尼氏染色觀察大鼠海馬區(qū)病理改變;TUNEL染色檢測大鼠海馬神經(jīng)元凋亡;Western Blot檢 測海馬中Caspase3、Bcl-2、Notch1和Hes1蛋白的表達(dá)水平。結(jié)果：與模型組相比，小檗堿降低糖尿病大鼠血糖『27. 53 ?.69) v.s. (26. 81 ?.07) mmol/L,P>0. 05],但無統(tǒng)計學(xué)差異；小檗堿改善糖尿病大鼠空間記憶障礙（P <0.05);小 檗堿干預(yù)后，大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元細(xì)胞排列緊密,細(xì)胞形態(tài)清晰，正常形態(tài)細(xì)胞明顯增多；小檗堿降低海馬區(qū)神經(jīng)元的凋亡 水平（P <0.05),小檗堿組鼠大腦海馬組織中Notch信號通路相關(guān)蛋白Hes1水平相對于模型組組均明顯降低（P< 0.05)。結(jié)論:小檗堿調(diào)節(jié)海馬組織中Notch1和Hes1蛋白而改善糖尿病大鼠認(rèn)知功能障礙。

關(guān)鍵詞：小檗堿;糖尿病大鼠;認(rèn)知功能;神經(jīng)元;凋亡

糖尿病腦病（diabetic encephalopathy, DE)是以認(rèn) 知功能障礙為主要特點的糖尿病并發(fā)癥，主要表現(xiàn)為 學(xué)習(xí)記憶能力的減退和空間定向困難。DE的發(fā)病機制十分復(fù)雜，目前有多種解釋都集中于高血糖或血糖 波動狀態(tài)介導(dǎo)的氣化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和炎癥反應(yīng)等 多因素誘導(dǎo)海馬神經(jīng)元凋亡從而導(dǎo)致DE¹。DE與阿 爾茨海默病（Alzheimer's disease, AD)患者有著類似的 臨床表現(xiàn)，并且相似的病理改變，如腦內(nèi)淀粉樣肽的生 成、腦內(nèi)炎癥和氣化應(yīng)激反應(yīng)² ,有研究表明³糖尿病 患者有更高的風(fēng)險患有AD。并且DE所引起的認(rèn)知 功能障礙起病時比較隱匿，因此，深入研究DE的早期 防治措施，對DE的預(yù)防和治療具有重要意義。

小檗堿為異喹啉類生物堿化合物，臨床上主要用于 治療胃腸道疾病，還具有抗心律失常、抗高血壓、抗心力 衰竭、抗炎、抗腫瘤的作用。本文主要探討小檗堿對DE 大鼠認(rèn)知障礙的改善作用及神經(jīng)保護(hù)作用機制。

• 實驗材料
  • 儀器與試劑 LEICACM1950冰凍切片機（德國 萊卡），熒光顯微鏡（日本奧林巴斯BX61) , Morris水迷 宮（上海欣軟），鏈脈佐菌素（STZ) (Cayman Chemical 公司）；細(xì)胞凋亡檢測試劑盒（TUNEL) (Cell Signaling 科技有限公司）蘇木精、伊紅、二甲苯、95 %_c乙醇等均 為國產(chǎn)試劑。

• 2 實驗動物清潔級雄性SD大鼠30只，體質(zhì)量 170 ~200 g,由遼寧省實驗動物中心提供，合格證號為 SCXK(遼）2015 - 0001 (遼寧長生生物技術(shù)有限公 司），動物單籠喂養(yǎng)，自由攝食攝水。

• 討論

  小檗堿對糖尿病并發(fā)癥以及對多種認(rèn)知障礙動物 模型發(fā)揮藥理作用^4-9。Morris水迷宮實驗驗證了 6 周糖尿病大鼠的出現(xiàn)認(rèn)知障礙；與糖尿病組比較，小檗 堿治療的大鼠顯著縮短了尋找隱藏平臺的時間和路 程，表明小檗堿可以改善糖尿病大鼠的空間學(xué)習(xí)記憶 障礙。

  海馬是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)成記憶回路的重要結(jié) 構(gòu)，在學(xué)習(xí)、記憶和內(nèi)臟活動中發(fā)揮重要作用。小檗堿 能透過血腦屏障直接作用于皮層和海馬神經(jīng)元^[10]。 尼氏染色實驗結(jié)果顯示，與模型組比較，小檗堿組大鼠 海馬CA1區(qū)細(xì)胞形態(tài)有所改善。TUNEL與NeuN染 色實驗表明，與模型組比較，小檗堿組降低了海馬齒狀

  回顆粒細(xì)胞下層中凋亡細(xì)胞的比例。

  I型糖尿病大鼠海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞的凋亡導(dǎo)致神經(jīng) 細(xì)胞密度降低，并與其認(rèn)知功能障礙有關(guān)^[11]。Caspase 是一切凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的共同通路一旦被激活，凋亡常 難以避免^[12] , Bcl -2作為Bcl -2家族抑制凋亡成員 之_。小檗堿能抑制糖尿病大鼠海馬組織中Caspase -3表達(dá)的升高，同時降低Bcl -2表達(dá)，以上結(jié)果提 示小檗堿能夠抑制糖尿病大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元凋亡，具 有_定的神經(jīng)保護(hù)作用。

  Notch信號通路在神經(jīng)元發(fā)育成熟、神經(jīng)再生以 及神經(jīng)元凋亡方面以及神經(jīng)行為的建立和神經(jīng)退行性 病變也有著密切的聯(lián)系^[13]。通過對Alzheimer?s患者 腦部海馬區(qū)域的Notch 1表達(dá)增高^[14]。在缺血再灌注 組動物腦內(nèi)Notch 1受體數(shù)目表達(dá)增加，而Notch信號 激活T淋巴細(xì)胞并使細(xì)胞炎性因子釋放增多，終介 導(dǎo)了神經(jīng)元的損傷^[15]。本研究結(jié)果顯示，小檗堿可以 顯著下調(diào)Notch - 1和及相關(guān)蛋白Hes1的表達(dá)，小檗 堿可能通過抑制異?；罨?/span>Notch通路，進(jìn)而阻止受 損的神經(jīng)元凋亡而發(fā)揮保護(hù)作用。關(guān)于Notch信號通 路在DE中的作用目前還不十分明確，但以上結(jié)果表 明，Notch1異常對其病理發(fā)展及治療具有重要的意 義。小檗堿降低糖尿病大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元的凋亡，主 要通過調(diào)節(jié)Notch1和Hes1表達(dá)而發(fā)揮藥理作用。