大脑胰岛素缺乏在2型糖尿病合并阿尔茨海默病中的作用及治疗对策

大脑胰岛素不仅可调节大脑糖代谢，而且可促进记忆与认知。大脑胰岛素缺乏常导致阿尔茨海默病（AD）发生。以胰岛素抵抗/高胰岛素血症为特征的2型糖尿病（T2D）常合并AD发生，但机制不明。因此有必要明确T2D时外周胰岛素异常是否导致大脑胰岛素水平的变化，并最终导致AD发生的机制。本课题拟完成：1制备T2D合并AD病变的动物模型；2 运用表面等离子共振技术及其他生物化学及分子生物学实验方法检测动物模型大脑内胰岛素水平、胰岛素与胰岛素受体结合力和胰岛素信号传导途径中各酶活性；3 通过干预血脑屏障血管内皮细胞，探讨血脑屏障在T2D时的变化，并导致大脑胰岛素异常的原因；4 大脑注射胰岛素或外周使用胰岛素增敏剂观察大脑AD病变的改善情况并进行机制探讨。通过上述研究，力图阐明T2D时外周胰岛素抵抗导致的大脑胰岛素水平异常是AD发生的关键因素，并为降低T2D时AD的发病风险提供治疗理论依据。

背景：2型糖尿病（T2D）是阿尔茨海默病（AD）发病的风险因子，机制不清。方向：研究大脑胰岛素水平下降是导致阿尔茨海默病发病的重要风险因子及处理对策。主要内容、重要结果及关键数据如下：本项目首先检测到大脑胰岛素水平在T2D时显著下降，并伴有胰岛素信号通路活性下调可能是导致AD发病的重要原因。然后，（1）运用胰岛素增敏剂灌胃干预，结果显示T2D大鼠大脑胰岛素信号途径显著恢复，tau蛋白过度磷酸化状态可以逆转。（2）鼻腔滴入胰岛素可增加T2D大鼠大脑CSF胰岛素水平，显著激活胰岛信号途径，减轻tau蛋白相关性AD病变。（3）GLP-1及受体激动剂EX-4可自由透过血脑屏障。由于GLP-1可在外周组织激活胰岛素信号途径中关键激酶P13K/AKT，本课题组外周进行GLP-1皮下注射，分别在1周、2周、3周及4周观察大脑海马tau蛋白磷酸化状态和海马内胰岛素信号途径改变。结果显示，运用GLP-1后，大脑胰岛素水平仍显著下降，但胰岛素信号途径被激活，tau蛋白过度磷酸化可显著改善。（4）体外实验证实，高胰岛素血症时，血脑屏障细胞对胰岛素转运下降。本研究选用形成血脑屏障血管上皮细胞bEnd.3细胞进行培养并干预。免疫印迹结果显示，随着胰岛素浓度增高，bEnd.3细胞膜上胰岛素受体β亚基量显著下降。（5）行为学实验证实，T2D大鼠认知能力下降，运用鼻腔滴入胰岛素或GLP-1治疗后28天，认知能力显著增加。（6）胰岛素及GLP-1对T2D动物模型大脑海马神经细胞无显著增生作用。科学意义：本课题结果对减少T2D时AD的发生及治疗有重要的意义。