糖尿病认知障碍新机制：TGF－beta-CLC-3信号调控糖尿病大鼠海马成年神经发生的作用机制研究

Cognitive dysfunction is the main clinical manifestation of diabetic encephalopathy, which endangers the human health severely. But its pathological mechanisms remain unclear. The abnormity of adult neurogenesis is the important cause of cognitive dysfunction in diabetic encephalopathy. Astrocyte activated in the early stage of diabetes releases much of TGF-β1, which inhibit neurogenesis by blocking the proliferation of precursors. Results indicate that the hippocampal neurons begin to degenerate after CLC-3 knocked out in the animal models. In our pilot study, we found the mRNA of CLC-3 was increased in the brain tissue of diabetic rats, suggesting that CLC-3 may be involved in diabetic adult neurogenesis. However, its role and molecular mechanism of CLC-3 in adult neurogenesis remain to be unknown. Some new data showed that the upregulation of CLC-3 expression was related with TGF-β. The project will determine whether CLC-3 is a target of TGF-β signaling using diabetic animal model and cell model in hyperglycemia by molecular biology technology, and its role in regulating the hippocampal neurogenesis that is related with cognitive function. It will provide a new mechanism for diabetic cognitive dysfunction .

认知障碍是糖尿病脑病主要的临床表现，严重危害人类健康，目前认为成年神经发生异常是糖尿病脑病认知障碍的重要原因，其发病机制还不清楚。近年来发现TGF-β信号通路与之密切相关。在糖尿病早期激活的星形胶质细胞释放大量的TGF-Beta1，而TGF-Beta通过阻断前体细胞增殖来抑制神经发生。另发现CLC-3敲除的动物模型中海马区神经出现退行性改变，我们也观察到糖尿病大鼠脑组织中的CLC-3蛋白升高，提示CLC-3可能参与糖尿病成年神经发生。但CLC-3在糖尿病成年神经发生中的作用及其机制尚未见报道。现发现一些细胞中CLC-3的表达上调与TGF-Beta相关。本研究将应用分子生物学技术，通过在体糖尿病大鼠模型和体外海马神经元细胞高糖模型，着重探讨CLC-3是否作为TGF-beta信号通路下游分子，调控海马成年神经发生，进而调节糖尿病脑病认知功能。为阐明糖尿病认知功能障碍提供一个新的机制。

认知障碍是糖尿病脑病主要的临床表现，严重危害人类健康，目前认为成年神经发生异常是糖尿病脑病认知障碍的重要原因，其发病机制还不清楚。近年来发现TGF-β信号通路与之密切相关。在糖尿病早期激活的星形胶质细胞释放大量的TGF-Beta1，而TGF-Beta通过阻断前体细胞增殖来抑制神经发生。另发现CLC-3敲除的动物模型中海马区神经出现退行性改变，我们也观察到糖尿病大鼠脑组织中的CLC-3蛋白升高，提示CLC-3可能参与糖尿病成年神经发生。本研究应用分子生物学技术，通过体外海马神经元细胞高糖模型、在体高糖饮食大鼠模型和糖尿病大鼠模型，着重探讨CLC-3是否作为TGF-beta信号通路下游分子，调控海马成年神经发生，进而调节糖尿病脑病认知功能。.我们的研究显示，海马神经元细胞高糖模型细胞存活率明显低于正常对照组。高糖饮食大鼠模型实验组和对照组再分别设置丰富环境和普通环境，分为四组进行实验，每周称重显示高糖饮食大鼠体重增加比正常对照组多，且高糖饮食组在丰富环境中活动的大鼠比普通环境中的大鼠体重增加少。高糖组动物痛觉更灵敏，丰富环境能改善痛觉程度。高糖组大鼠出现抑郁样行为，丰富环境也对其有所改善。水迷宫实验结果显示，高糖饮食大鼠学习、记忆能力差，而且在高尔基染色中高糖组树突棘密度较对照组小，可见其接受信息能力小，后续信息传递能力低，会使大鼠记忆学习能力降低，丰富环境能部分逆转这种改变。注射STZ建立糖尿病大鼠模型，将血糖大于16.6mmol/L作为建模成功的大鼠，观察可以看出糖尿病大鼠出现明显的多饮、多尿、多食的现象，且体重不断有降低趋势。水迷宫实验结果显示，糖尿病大鼠学习、记忆能力较对照组差。在海马神经元细胞高糖模型总蛋白中、在体高糖饮食大鼠模型和糖尿病大鼠模型海马总蛋白中CLC-3和TGF-βRII的表达均比正常对照组增高。上述结果提示TGF-β-CLC-3在成年神经发生中可能起调控作用，进而影响糖尿病认知障碍。本项目的实施为阐明糖尿病认知功能障碍提供了一个新的机制。