小檗堿對糖尿病大鼠認知功能改善及對Notch1和Hes1蛋白表達的影響

摘要：目的:研究小檗堿對糖尿病大鼠空間學習記憶障礙的改善作用以及糖尿病大鼠海馬區神經元的凋亡影響。 方法:制備STZ誘導的糖尿病大鼠模型，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 實驗評價大鼠學習記憶能力；尼氏染色觀察大鼠海馬區病理改變;TUNEL染色檢測大鼠海馬神經元凋亡;Western Blot檢 測海馬中Caspase3、Bcl-2、Notch1和Hes1蛋白的表達水平。結果：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],但無統計學差異；小檗堿改善糖尿病大鼠空間記憶障礙（P <0.05);小 檗堿干預后，大鼠海馬區神經元細胞排列緊密,細胞形態清晰，正常形態細胞明顯增多；小檗堿降低海馬區神經元的凋亡 水平（P <0.05),小檗堿組鼠大腦海馬組織中Notch信號通路相關蛋白Hes1水平相對于模型組組均明顯降低（P< 0.05)。結論:小檗堿調節海馬組織中Notch1和Hes1蛋白而改善糖尿病大鼠認知功能障礙。

關鍵詞：小檗堿;糖尿病大鼠;認知功能;神經元;凋亡

糖尿病腦病（diabetic encephalopathy, DE)是以認 知功能障礙為主要特點的糖尿病并發癥，主要表現為 學習記憶能力的減退和空間定向困難。DE的發病機制十分復雜，目前有多種解釋都集中于高血糖或血糖 波動狀態介導的氣化應激、內質網應激和炎癥反應等 多因素誘導海馬神經元凋亡從而導致DE¹。DE與阿 爾茨海默病（Alzheimer's disease, AD)患者有著類似的 臨床表現，并且相似的病理改變，如腦內淀粉樣肽的生 成、腦內炎癥和氣化應激反應² ,有研究表明³糖尿病 患者有更高的風險患有AD。并且DE所引起的認知 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 大鼠認知障礙的改善作用及神經保護作用機制。

• 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 為國產試劑。

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

• 討論

  小檗堿對糖尿病并發癥以及對多種認知障礙動物 模型發揮藥理作用^4-9。Morris水迷宮實驗驗證了 6 周糖尿病大鼠的出現認知障礙；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習記憶 障礙。

  海馬是中樞神經系統內構成記憶回路的重要結 構，在學習、記憶和內臟活動中發揮重要作用。小檗堿 能透過血腦屏障直接作用于皮層和海馬神經元^[10]。 尼氏染色實驗結果顯示，與模型組比較，小檗堿組大鼠 海馬CA1區細胞形態有所改善。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

  回顆粒細胞下層中凋亡細胞的比例。

  I型糖尿病大鼠海馬區神經細胞的凋亡導致神經 細胞密度降低，并與其認知功能障礙有關^[11]。Caspase 是一切凋亡信號轉導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表達的升高，同時降低Bcl -2表達，以上結果提 示小檗堿能夠抑制糖尿病大鼠海馬區神經元凋亡，具 有_定的神經保護作用。

  Notch信號通路在神經元發育成熟、神經再生以 及神經元凋亡方面以及神經行為的建立和神經退行性 病變也有著密切的聯系^[13]。通過對Alzheimer?s患者 腦部海馬區域的Notch 1表達增高^[14]。在缺血再灌注 組動物腦內Notch 1受體數目表達增加，而Notch信號 激活T淋巴細胞并使細胞炎性因子釋放增多，終介 導了神經元的損傷^[15]。本研究結果顯示，小檗堿可以 顯著下調Notch - 1和及相關蛋白Hes1的表達，小檗 堿可能通過抑制異常活化的Notch通路，進而阻止受 損的神經元凋亡而發揮保護作用。關于Notch信號通 路在DE中的作用目前還不十分明確，但以上結果表 明，Notch1異常對其病理發展及治療具有重要的意 義。小檗堿降低糖尿病大鼠海馬區神經元的凋亡，主 要通過調節Notch1和Hes1表達而發揮藥理作用。