糖尿病脑病的研究进展

糖尿病脑病(DE)是由糖尿病发展而来的影响中枢神经系统的并发症,糖尿病患者在发展过程中可通过各种复杂因素引起中枢神经系统的病变,这种使大脑在结构、神经生理及认知功能等方面发生的病理改变,被定义为DE。近年来,有研究通过流行病学调查发现,糖尿病患者中出现认知障碍的发病率大概是40%左右,但是该数据还需要通过对DE机制的详细完善后进一步提高说服力。通常情况下1型糖尿病会引起联想记忆,学习注意力的下降,但是一般不影响患者的日常生活,多发生于患者青少年时期。而2型糖尿病会引起严重的学习记忆和认知功能的下降,严重影响患者日常生活,常见于中老年的糖尿病患者中。故研究者常常通过研究2型糖尿病模型来对DE进行深入研究,现阶段对于DE的研究大多通过2型糖尿病及痴呆入手,对于其发病机制及相关治疗药物还处于探索阶段。为了更好的对DE进行研究,有学者提出了'糖尿病相关的认知功能障碍'这一术语,该术语更好的反应了糖尿病引起的神经功能损伤的现象。故近年来围绕糖尿病认知功能障碍的研究越来越全面,通过对认知功能的研究,研究者对DE这一概念的认识将会越来越清晰。目前临床上没有DE诊断的统一标准,其发病机制也是在探索之中,目前主要认为血糖的升高引起了糖脂代谢紊乱,易导致脑血管病变,血脑屏障通透性增加,许多大分子物质进入大脑,引起神经元的损害和凋亡;过高的高血糖会与血液中蛋白质结合,形成晚期糖基化终末产物(AGE),而研究发现AGE会加速人体衰老,导致慢性退化的疾病发生;胰岛素抵抗也会导致高胰岛素血症,其可通过β淀粉样蛋白沉积、tau蛋白磷酸化、氧化应激、炎症反应、突触可塑性等途径导致认知功能障碍发生,进而增加DE的发生风险。DE的发病机制复杂,以上只是部分因素,因DE患者中出现了类似于AD样的改变,现阶段大多数研究者都将DE与痴呆,特别AD的发病机制联系起来,但是还没有准确的证据表明他们的实质性的联系,或许通过后续的更多的实验研究,通过借助脑神经影像技术、MRI和MRS等来检测出更多的病理改变,也许会发现独立于AD之外的更精确的DE的特异性的生物标志物,有待进一步研究探讨。临床上目前没有针对于糖尿病脑病的药物,通常都是提前早期诊断进行预防或是出现认知功能障碍和学习记忆下降时,采用神经方面的药物补救。通过大量文献发现,研究人员热衷于开发新的能够改善DE现象的药物,特别是中药提取物居多。本文也对近年来糖尿病脑病的模型进行探讨,现阶段普遍采用STZ联合高脂诱导成DE模型和自发性糖尿病模型的较多,血糖达标后进一步通过行为学指标验证成为DE,但是这些方法仍然缺乏有力的证据表明该造模方法的可靠性。本综述对DE的基本概念、发展由来,发病机制及目前研究的相关预防治疗药物、动物模型这几方面进行综述,对DE的几个热门研究方向进行总结探讨,对后续DE的研究提供实验依据。

KKAy糖尿病脑病模型的探索及相关机制研究

目的:针对糖尿病引起的认知障碍而目前研究缺少比较理想动物模型的难题,我们探索采用KKAy自发性2型糖尿病小鼠建立糖尿脑病模型,为糖尿病脑病机制以及新药筛选评价研究提供实验基础和依据。方法:采用转基因KKAy小鼠作为模型对照组,野生型C57BL/6小鼠作为正常对照组。通过对其体重血糖及糖耐量等指标的测定,判断是否出现了典型的2型糖尿病症状及胰岛素抵抗。通过行为学实验Morris水迷宫和小鼠自主活动实验验证认知功能损伤,通过病理染色检测其海马皮层神经元的改变、脑室皮层萎缩程度及眼微血管病变,采用免疫组化测定脑内BDNF的表达,生化法和ELISA检测其胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高、低密度脂蛋白、胰岛素水平及炎症因子水平变化,Western Blot测定PI3K/AKT通路及Tau蛋白磷酸化表达变化程度。结果:与正常对照组相比,自发性KKAy小鼠血糖明显升高并维持高糖状态,体重明显增加,自主活动程度显著下降(P <0. 05或P <0. 01)。生化法结果显示,与正常对照组相比,模型对照组小鼠TC、TG、LDL-C水平显著升高,GSP含量显著增加,血清胰岛素增加,胰岛素抵抗指数增加(P <0. 05或P <0. 01)。Morris水迷宫结果发现,与正常对照组相比,模型对照组通过高脂饮食诱导至28周龄后出现认知功能显著下降,通过病理组织染色观察发现模型对照组小鼠脑室有明显扩张趋势,大脑皮层变薄萎缩,大量神经元细胞固缩,排列紊乱,海马椎体细胞层结构清晰,较多神经元细胞固缩。免疫组化结果发现,与正常对照组相比,模型对照组脑中BDNF表达明显减少。眼视网膜PAS染色发现,模型对照组视网膜血管出现明显损伤,可能诱导脑微血管病变。ELISA结果显示,与正常对照组相比,模型对照组TNF-α水平显著升高,IL-6和CRP水平有明显升高趋势。WB结果发现,模型对照组中海马和皮层组织中GSK-3β磷酸化表达显著增加,Tau蛋白及其磷酸化程度显著增加,Aβ表达明显增加(P <0. 05或P <0. 01)。结论:糖脂代谢障碍相关疾病导致的认知功能障碍作为糖尿病的一种容易忽略但非常重要的并发症应当重新认识,本研究发现KKAy小鼠是一种稳定可靠的2型糖尿病模型,通过高脂饮食长时间诱导后可出现严重认知功能障碍及脑部病理生理改变,符合糖尿病脑病基本病理情况,可作为糖尿病脑病模型进行研究。其发病机制可能与PI3K/AKT/GSK-3β通路有极大的关系,也可能通过炎症的产生和脑血管病变而导致认知障碍的发生,本模型可用于糖尿病脑病的药效及机制研究。