糖尿病大鼠认知功能障碍与视网膜病变关系的实验研究

Cognitive impairment of diabetes is a serious threat to people's health. The occurrence, development process and mechanism leading to this are the hot research topic in recent years. Vision is the most important information source for human to cognize world, but the relationship between cognitive dysfunction and retinopathy in diabetes is still a mystery. This project will start with some neurotransmitter and neural signal transduction pathways which closely influence synaptic plasticity in the hippocampus. As the disease progresses, the cognitive function changes of diabetic rats with different degree retinopathy will be evaluated using Morris maze. Furthermore, the retinal and hippocampus tissue will be examined using electron microscope, H-E staining, immunofluorescence, confocal laser microscope, image analysis, Western-blot, RT-PCR and Elasa etc experiment methods, we will conduct further research on the alterations and their relations with Synaptophysin, ChAT, nNOS, PKA, CaM Ⅱand NF-κB, to search for possible molecular mechanisms and corelation between cognitive impairment and diabetic retinopathy. It will lead to gain a better understanding about the development process and mechanism of diabetic cognitive impairment. The result would provide some theoretical basis for exploring early diagnosis index and new target treatment of cognitive impairment in diabetise.

糖尿病性认知障碍严重威胁人民健康，其发生发展过程及机制是近年的研究热点。视觉是人类认知世界的最重要信息来源，但有关糖尿病性认知障碍与视网膜病变间的关系仍是未解之谜。本项目拟从密切影响海马突触可塑性改变的神经递质及神经细胞信号转导分子途径入手，运用Morris水迷宫，观测合并不同程度视网膜病变的糖尿病大鼠的认知功能变化情况，运用电镜、H E染色、免疫荧光，激光共聚焦显微镜、图象分析、Western blot、Real-time PCR、Elasa等实验方法，在观察糖尿病大鼠海马、视网膜组织病变的基础上，深入研究Synaptophysin、ChAT、nNOS、PKA、CaMⅡ、NF-κB等因子的变化及其相互关系，探寻糖尿病性认知障碍与视网膜病变间可能的分子机制，力求更深入地认识糖尿病性认知障碍发生发展的过程及机制，并为发掘糖尿病性认知障碍早期诊断指标，探索其治疗的新靶点提供一定的理论依据。

糖尿病性认知障(cognitive impairment in diabetes, CID)严重影响病人的生活质量和治疗方案的实施。但CID发病隐匿、进展缓慢，其早期诊断仍缺乏行之有效的手段和方法，充分研究认识CID的发生发展过程及其发生机制有利于为临床防治CID提供理论依据。海马在人和动物学习、记忆整合中起重要作用。作为人类认知客观世界最主要途径的视觉系统病变与CID间又存在着怎样的关系？这仍是一个未解之谜。主要研究内容包括：1. 定期使用Morris水迷宫检测，进一步深入研究糖尿病大鼠认知功能障碍与病程发展间的关系；2. 从影响认知功能的神经递质及神经细胞信号转导的分子途径入手，运用HE染色、免疫荧光双标、Western blot、qPCR等多种实验方法，研究CID发生发展过程中，各组别大鼠海马、视网膜组织的病理变化，检测多个因子的表达定位及水平变化。3. 对糖尿病大鼠运用玻璃体内注射抗VEGF药物的方法干预其视网膜病变，研究分析CID与DR之间的关系，探寻其中可能的分子机制。重要研究结果有：1. Morris水迷宫检测结果：随病程进展，糖尿病大鼠出现不同程度的学习记忆能力下降，尤其是9周组； 11w DM+Avastin（抗VEGF药）组大鼠，其学习记忆能力较DM组、DM+平衡液组有改善的趋势。2.随病程进展，糖尿病大鼠海马、视网膜组织病变逐渐加重， 11w DM+Avastin组大鼠海马和视网膜病变较DM组、DM+平衡液组有所减轻 3. DM3w，DM6w，DM9w各组别大鼠海马、视网膜组织中 VEGF、PKC-γ、NR2A、NR2B、 GluR-2、nNOS、iNOs、eNOS等神经信号通路因子的蛋白表达水平与正常组相比均出现不同程度的变化。与11w正常对照组相比，在海马和视网膜组织中，11wDM组、11wDM + 平衡液组及11wDM + Avastin各组别VEGF，PKC-γ，BDNF， eNOS，nNOS等多个神经信号通路因子的mRNA、蛋白表达水平出现程度不等的变化。主要科学意义在于发现：1.CID与海马及视网膜病变密切相关，随病程逐渐加重；2.CID的发生发展与PKC、NR2A、NR2B、 GluR-2， nNOS等多条神经信号通路中的多个因子密切相关；3.有效干预DR有望能改善CID，其机制也可能是通过上述信号转导通路发挥作用。