二甲双胍对糖尿病前期合并缺血性脑卒中后认知功能的影响和机制研究

Our primary and pilot studies indicated brain ischemia and type 2 diabetes both induced AD-like neuropathology and impaired cognitive function. Pre-diabetes (also called diabetetic risk-raised status) which includes impaired fasting blood glucose and impaired glucose intolerance is considered as the early warning of diabetes. To date, it's not clearly understood what influence of pre-diabetes had on AD-like neuropathology and impaired cognitive function induced by brain ischemia. It's only the beginning to look for effective strategy to block the link between AD and brain ischemia or diabetes. An advanced method targeted pre-diabets to prevent the development of AD-like neuropotholy after brain ischemia has not been reported. In order to explore the AD-related pathological and biological process in rats with pre-diabetes and brain ischemia, male Sprague-Dawley rats would be fed with high-fat diet for 14 weeks to induce prediabetes and later on subjected to a 90-min right middle cerebral artery occlusion (MCAO). Not only the cognitive function, neurological function would be measured,but the expression of Aβ42 and the change of neurological structure would also be detected via ELISA,Golgi staining and Western-blotting assay.Besides those index, expression of Aβ42-related protein would be measured as well. Metformin (200mg/kg/d) would be given daily via intraperitoneal injection with the first dose given at 2 weeks before MCAO. All the index aforementioned would be measured after therapy to explore whether the advanced intervention targeted pre-diabetes would be able to improve the cognitive and neurological functions and AD-like neuropathology, and the mechanisms.

我们的研究及预实验发现，缺血性脑卒中和2型糖尿病会引起AD样神经病理改变及认知功能障碍。糖尿病前期包括空腹血糖受损和糖耐量异常，是2型糖尿病发生前的预警信号。糖尿病前期是否会加剧缺血性脑卒中引起的AD样神经病理改变及认知功能障碍，能否通过针对糖尿病前期的治疗达到阻断缺血性脑卒中、糖尿病和AD间的联系？我们拟通过高脂饮食喂养制作糖尿病前期的大鼠模型，并通过线拴法实现大脑中动脉闭塞-再灌注。通过检测动物认知功能、神经功能，采用ELISA、Western-Blot、高尔基染色等方法观察Aβ42和神经结构改变的时序性关系，采用Western-Blot观察和Aβ42相关蛋白的表达以探索糖尿病前期合并缺血性脑卒中后脑内AD样神经病理生理进展的过程。通过腹腔注射二甲双胍及检测其对上述指标的影响，分析针对糖尿病前期的治疗是否可以改善糖尿病前期合并缺血性脑卒中后的认知功能、AD样的神经病理改变及其作用机制。

研究者前期研究发现，大鼠一侧大脑中动脉闭塞影响认知功能，脑内出现AD样的神经病理改变；2型糖尿病鼠认知功能较正常鼠减退以及海马区域Aβ表达增加。糖尿病前期包括空腹血糖受损和糖耐量异常，是2型糖尿病发生前的预警信号。血糖异常是缺血性脑卒中的危险因素，研究者所在课题组的前期研究表明在中国，约1/3卒中患者伴随糖尿病前期。血糖异常不仅影响了缺血性脑卒中的认知功能，有研究表明其还和缺血性卒中患者对抗血小板药物的反应有关。本项目旨在探讨糖尿病前期对缺血性脑卒中预后以及AD样改变的影响及其机制。.通过高脂喂养制作糖尿病前期的大鼠模型，并通过线拴法实现大脑中动脉闭塞-再灌注，我们成功制作了糖尿病前期合并缺血性脑卒中动物模型，该模型具有体重增加、空腹血糖正常但糖耐量受损、以及胰岛素增加的特征。利用这一模型，我们发现糖尿病前期影响MCAO术后长期运动神经功能恢复，加重了卒中后长期空间学习和记忆能力的损伤。随后，我们在出现糖尿病前期、MCAO术前给予腹腔注射二甲双胍治疗，发现二甲双胍能够减轻糖尿病前期合并缺血性脑卒中对认知功能的损害（已撰写成文投至相关专业SCI收录期刊）。.糖化血清白蛋白是糖尿病前期的蛋白标记物。通过利用轻型卒中/TIA患者临床数据和样本资源，检测基线糖化血清白蛋白的表达水平，评估其和3个月卒中复发、抗血小板药物治疗之间的关系。结果发现，糖化血清白蛋白正常的患者，阿司匹林联合氯吡格雷的降低脑卒中复发的效果优于单用阿司匹林，而糖化血清白蛋白升高的患者，提示糖尿病前期和缺血性脑卒中对不同抗血小板药物的反应相关（Neurology, 2015, 84(13):1330-6.）。我们同时还检测了基线sCD40L表达水平，结果发现炎症因子sCD40L表达升高时，缺血性卒中患者出现卒中复发的风险升高（文章已发表）。.本项目从多方面探索糖尿病前期和缺血性卒中预后的关系，不仅发现糖尿病前期加重缺血性卒中长期认知功能的影响，同时提出二甲双胍早期治疗可以改善这一预后，研究结果对丰富卒中后认知功能障碍的预防以及改善缺血性脑卒中预后的方法和手段，有重要的科学意义及潜在的临床应用价值。另外，通过利用临床数据和样本资源库，进一步扩展研究内容，从临床研究角度发现糖尿病前期蛋白标记物糖化血清白蛋白和缺血性卒中抗血小板药物治疗存在交互作用，研究结果对指导缺血性卒中患者抗血小板治疗具有重要临床意义