硫化氫對糖尿病大鼠認知障礙的拮抗作用：依賴于海馬多胺信號通路.pdf

1、目的：糖尿病是一種由于胰島素分泌不足或胰島素抵抗引起的血糖升高的代謝性疾病，糖尿病引起的認知障礙并發(fā)癥逐年增高，并嚴重影響患者日常生活。硫化氫(Hydrogen sulfide,H2S)是一種新型的內(nèi)源性氣體信號分子，具有抗凋亡、抗氧化、抗內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和增強海馬神經(jīng)元細胞可塑性等神經(jīng)保護作用。本課題組以往研究發(fā)現(xiàn)H2S具有拮抗糖尿病大鼠認知障礙和海馬損傷的作用，但其具體機制尚未明確。多胺廣泛存在生物體內(nèi)，是維持細胞正常生理功能不可缺少的低

2、分子脂肪族含氮化合物，具有調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)受體、神經(jīng)的生長發(fā)育、增強突觸的可塑性和增強學習記憶能力等神經(jīng)保護作用。因此，我們將從認知行為學和海馬損傷兩個方面探討H2S對糖尿病大鼠認知障礙的拮抗作用是否依賴于多胺信號通路。
　　方法：將雄性 SD大鼠給予一次性的腹腔注射鏈脲佐菌素(Streptozotocin, STZ,55 mg/kg)，3天后尾靜脈采血測血糖，血糖≧16.7 mmol/L，視為糖尿病模型造模成功；分別用新物體識別實驗

3、、Y迷宮、穿梭實驗、水迷宮檢測評價各組SD大鼠認知功能；通過HE染色觀察海馬形態(tài)學改變；利用Tunel法檢測海馬細胞凋亡情況；Western blot檢測海馬內(nèi)相關(guān)凋亡蛋白Bcl-1、Bax的表達。
　　結(jié)果：1. H2S可改善糖尿病大鼠的認知功能。當糖尿病大鼠予以NaHS(H2S供體,30,100μmol/kg/d, ip)處理30天后：(1)新物體識別實驗結(jié)果顯示，NaHS(100μmol/kg)明顯改善糖尿病大鼠新物體識別指

4、數(shù)；(2) Y-迷宮實驗結(jié)果顯示，NaHS(100μmol/kg)明顯提高糖尿病大鼠交替正確率；(3)穿梭實驗結(jié)果顯示，NaHS(100μmol/kg)明顯提高糖尿病大鼠主動逃避率和縮短糖尿病大鼠平均主動逃避時間；(4)水迷宮實驗結(jié)果顯示，NaHS(100μmol/kg)明顯縮短糖尿病大鼠尋找平臺的潛伏期，增加糖尿病大鼠穿越原平臺的的次數(shù)以及進入目標象限（原來放平臺的象限）的時間。上述結(jié)果表明，H2S對糖尿病大鼠認知功能具有改善作用。<

5、br>　　2. H2S可拮抗糖尿病大鼠的海馬損傷。當糖尿病大鼠予以 NaHS(30,100μmol/kg, ip)處理30天后：(1) HE染色結(jié)果顯示，NaHS(100μmol/kg)明顯使糖尿病大鼠海馬CA3區(qū)細胞排列得更整齊，減少神經(jīng)細胞核溶解和神經(jīng)細胞缺失；(2) Tunel染色結(jié)果顯示， NaHS(100μmol/kg)明顯減少糖尿病大鼠海馬CA3區(qū)細胞凋亡；(3)Western blot檢測結(jié)果顯示，NaHS(100μmol

6、/kg)明顯提高糖尿病大鼠海馬內(nèi)Bcl-2蛋白的表達，減少Bax蛋白的表達。以上結(jié)果提示，H2S對糖尿病大鼠海馬損傷有拮抗作用。
　　3.二氟甲基鳥氨酸(Difluoromethylornithine, DFMO)逆轉(zhuǎn)H2S對糖尿病大鼠認知功能的改善作用。在糖尿病大鼠予以 NaHS(100μmol/kg/d, ip)和DFMO(5μg/d, icv)共同處理30天后：(1)新物體識別實驗結(jié)果顯示，DFMO逆轉(zhuǎn)NaHS(100μmo

7、l/kg)對糖尿病大鼠新物體識別指數(shù)的增加作用；(2) Y-迷宮實驗結(jié)果顯示，DFMO逆轉(zhuǎn)NaHS (100μmol/kg)對糖尿病大鼠交替正確率的提高作用；(3)穿梭實驗結(jié)果顯示，DFMO逆轉(zhuǎn)NaHS(100μmol/kg)對糖尿病大鼠主動逃避率的增加作用和對糖尿病大鼠平均主動逃避時間的縮短作用；(4)水迷宮實驗結(jié)果顯示，DFMO逆轉(zhuǎn)NaHS(100μmol/kg)對糖尿病大鼠尋找平臺潛伏期的縮短作用，以及對糖尿病大鼠穿越原

8、平臺次數(shù)和進入目標象限（原來放平臺的象限）時間的減少作用。上述結(jié)果表明，阻斷多胺信號通路能逆轉(zhuǎn)H2S對糖尿病大鼠認知功能的改善作用。
　　4. DFMO逆轉(zhuǎn)H2S對糖尿病大鼠海馬損傷的改善作用。在糖尿病大鼠予以NaHS(100μmol/kg/d, ip)和DFMO(5μg/d, icv)共同處理30天后：(1) HE染色結(jié)果顯示，DFMO逆轉(zhuǎn)NaHS(100μmol/kg)對糖尿病大鼠海馬CA3區(qū)細胞排列的改善作用和對神經(jīng)細胞核溶

9、解、神經(jīng)細胞缺失的減少作用；(2) Tunel染色結(jié)果顯示，DFMO逆轉(zhuǎn)NaHS(100μmol/kg)對糖尿病大鼠CA3區(qū)凋亡細胞的減少作用；(3)Western blot檢測結(jié)果顯示，DFMO逆轉(zhuǎn)NaHS(100μmol/kg)對糖尿病大鼠海馬內(nèi)Bcl-2蛋白表達的增加作用和Bax蛋白表達的減少作用。以上結(jié)果提示，阻斷多胺信號通路能逆轉(zhuǎn)H2S對糖尿病大鼠海馬損傷的拮抗作用。
　　結(jié)論：H2S對糖尿病大鼠認知障礙和海馬損傷的拮抗