mylk1基因在糖尿病脑病发生过程中作用机制的研究

Diabetic encephalopathy characterized by cognitive dysfunctionis is a serious chronic complication of diabetes. And its pathogenesis is unclear . Previous studies reveal that high blood glucose may cause neurodegeneration by disturbing the homeostasis of Ca2+ and NMDA (N-methyl-D-aspartate ) receptor has been found to be involved in the process. Our previous study found that MLCK (myosin light streptokinase), one of the key molecules of calcium signaling pathway, showed increased expression in hippocampal neurons of diabetic encephalopathy rats, which reveal that it may play an important role in the development and progress of diabetic encephalopathy. Here our study is designed to explore its molecular mechanism involved the diabetic encephalopathy. We will obeserve the changes of rats with diabetic encephalopathy and cultured hippocampal neurons at the conditions of overexpression , reduced expression and non-expression of MLCK by the technologies of knockout, RNAi and cell transfection. Our study will uncover the mechnism of MLCK involved the development and progress of diabetic encephalopathy .

糖尿病脑病是糖尿病严重的慢性并发症，以认知功能障碍为特征，其病变机制未明，研究发现高血糖损害海马神经元Ca2+稳态导致神经退行性病变，N-甲基-D-天门冬氨酸（NMDA）受体参与该病理过程，而肌球蛋白轻链激酶（MLCK）是钙信号通路的关键分子之一，课题组前期发现MLCK在糖尿病脑病大鼠脑组织海马神经元表达增高，提示其可能参与了糖尿病脑病的发生发展。本课题拟以MLCK的编码基因mylk1为靶点，对糖尿病BB Wistar大鼠和Wistar大鼠海马神经元细胞进行研究，分析敲除mylk1基因、mylk1过表达和RNAi后对神经元细胞骨架、Ca2+-CaM-CaMKⅡ以及NMDA受体的影响，从整体、细胞水平和分子水平揭示MLCK在糖尿病脑病发生发展中的作用。该项目将有助于加深MLCK在糖尿病脑病发病机制中的认识，也为糖尿病脑病的诊断和治疗提供新的靶标。

糖尿病脑病（Diabetic Encephalopathy，DE）是糖尿病严重的慢性并发症，以认知功能障碍为特征，其病变机制未明。研究发现高血糖损害海马神经元Ca2+稳态导致神经退行性病变，N-甲基-D-天门冬氨酸（NMDA）受体参与该病理过程，而肌球蛋白轻链激酶（（Myosin light chain kinase，MLCK）是钙信号通路的关键分子之一，课题组前期发现MLCK在糖尿病脑病大鼠脑组织海马神经元表达增高，提示其可能参与了糖尿病脑病的发生发展。本项目在细胞和动物水平进一步研究糖尿病脑病认知功能障碍的发病机制，阐明MLCK在糖尿病脑病发生发展中的作用。. 本研究通过链脲佐菌素诱导建立糖尿病认知功能障碍模型，定期检测大鼠空腹血糖，使用Morris水迷宫检测大鼠认知功能，HE染色观察海马神经元形态，透射电镜观察神经元超微结构，流式细胞术检测神经元内钙离子浓度，TUNEL法检测神经元凋亡情况，western blot检测相关通路蛋白的表达情况;同时在高糖诱导的海马神经元细胞模型中，检测海马神经元活性，流式细胞术检测凋亡情况，透射电镜观察神经元超微结构，共聚焦显微镜观察蛋白的表达。. 本研究发现以下结果：在糖尿病脑病发生发展过程中，MLCK受到多种途径调控参与疾病发生。①在糖尿病脑病中，高血糖通过激活JNK/MLCK信号通路导致海马神经元凋亡，降低大鼠的认知功能。②糖尿病脑病中，高血糖通过抑制大鼠海马区Wnt/β-catenin通路激活受到抑制、使MLCK、NMDA受体亚基NR2B的表达升高，导致神经元结构破坏，发生认知功能障碍。③在糖尿病脑病中，MLCK调控NMDA受体导致海马神经元内Ca2+浓度升高最后导致p-CaMKⅡ表达降低，导致神经元活性下降。④在糖尿病脑病中，高血糖导致MLCK、p-MLCK升高,引起骨架蛋白F-actin解聚，神经元细胞骨架重排，最终改变神经元超微结构。. 由此可见，本项目研究证明MLCK在糖尿病脑病发生发展过程中发挥巨大作用，同时系统地研究MLCK在糖尿病脑病学习记忆功能缺陷的作用机制，为糖尿病脑病的诊断、治疗和病情判断提供参考的分子靶标。