基于ERα的O-GlcNAc糖基化探讨当归芍药散及其健脾利湿拆方改善雌性糖尿病模型小鼠认知障碍的机制

Recent studies have found that individuals with type 2 diabetes are at 70% greater risk for the development of dementia compared with those without diabetes, especially in women. The dysfunction of estrogen is an important reason for this disease. Analysis shows that the formation mechanism of cognitive impairment in female diabetic animal model may relate with abnormal O-GlcNAcylation of estrogen receptor (ERα) in the brain. Dangdui-Shaoyao-San (DSS), a classical prescription, was found to improve cognitive dysfunction of patients and diabetic model animals of dementia. In addition, its decomposed recipe, jianpi-lishi recipe (FBZ) could improve cognitive impairment and the concentration of estrogen in female mice with dementia. In high glucose-treated cells, FBZ could also elevate the protein level of ERα. In this study, we employed STZ diabetes and db/db mouse models and high glucose-treated HT22 and BMEC cell models to observe the effect of DSS and FBZ on the O-GlcNAcylation level of ERα. Meanwhile, we will examine the effects of DSS and FBZ on neuroinflammation, oxidative stress and cognitive function to determine functional mechanisms of DSS, especially FBZ, and provide a new way in the treatment of diabetic dementia.

最新研究发现，2型糖尿病患者有70％的风险发展为痴呆，尤其是女性，雌激素功能紊乱是其发病的重要原因；分析表明，雌性糖尿病模型动物认知障碍的形成机制可能与脑内雌激素受体（ERα）的O-GlcNAc糖基化修饰异常有关。经方当归芍药散（DSS）能改善痴呆病人临床症状及改善糖尿病模型小鼠的认知障碍，其健脾利湿拆方（FBZ）能改善雌性痴呆大鼠模型记忆能力、提高雌激素含量，也能改善高糖损伤细胞中雌激素受体水平。本课题探讨DSS和FBZ治疗雌性糖尿病小鼠认知障碍的机制。采用雌性STZ糖尿病小鼠和自发性糖尿病db/db小鼠模型，以及高糖损伤的HT22和BMECs细胞模型，观察DSS及FBZ对脑内或细胞中ERα的O-GlcNAc糖基化水平，以及神经炎症、氧化应激水平和体内模型认知功能的影响， 探讨DSS尤其是以治痰为重的FBZ防治糖尿病性痴呆的分子药理机制，为研制出能延缓糖尿病性痴呆进程的中药新药提供依据。

最新研究发现，2型糖尿病患者有70％的风险发展为痴呆，尤其是女性，雌激素功能紊乱是其发病的重要原因；分析表明，雌性糖尿病模型动物认知障碍的形成机制可能与脑内雌激素受体（ERα）的O-GlcNAc糖基化修饰异常有关。.本课题首先对当归芍药散（DangguiShaoyao-San，DSS）水提液的主要成分进行了液质分析，然后从当归芍药散全方（DSS）和健脾利湿拆方（茯苓、白术与泽泻，FBZ）对雌性糖尿病模型小鼠脑内ERα的O-GlcNAc糖基化水平影响入手， 从体内和体外实验两方面开展DSS和FBZ防治糖尿病性痴呆的机制研究。.成分研究结果表明：采用HPLC-Q-Exactive Orbitrap HRMS方法检测当归芍药散水提液的化合物，共鉴定了26个化合物。体内实验研究结果表明：DSS能改善STZ诱导的糖尿病雌性模型小鼠的学习记忆能力，对STZ诱导的糖尿病雌性模型小鼠的糖耐量、雌激素受体、氧化应激、ERα的异常O-GlcNAc修饰等有不同程度的调节作用。DSS对db/db自发型糖尿病雌性小鼠认知功能有一定的改善作用，但健脾利湿（FBZ）拆方的作用不明显。DSS和FBZ均可有效降低db/db雌性小鼠的血糖和血脂水平、均可改善db/db雌性小鼠的氧化应激和糖代谢水平、降低炎症介质PGE2、TXB2和LTB4的水平和有效抑制db/db雌性小鼠脑内ERα的异常O-GlcNAc修饰。体外实验研究结果表明：高糖损伤的BMECs、HT22细胞数目减少，HT22细胞的神经突触回缩。BMECs、HT22细胞氧化应激的MDA的水平升高、SOD和GSH的水平降低，糖代谢PK的水平降低、LDH的含量升高，糖转运蛋白GluT1mRNA和GluT3mRNA的表达减少，但ERα和O-GlcNAc的蛋白水平并无改变。加入DSS和FBZ含药血清后，BMECs、HT22细胞数目均有一定的增加，但是细胞形态变化不大。另外细胞的氧化应激水平、糖代谢水平、炎症介质水平、ERα和O-GlcNAc蛋白表达、糖转运蛋白GluT1mRNA和GluT3mRNA的表达等均无改变。.本课题初步阐明了当归芍药散对抗雌性糖尿病小鼠体内由糖代谢紊乱引起异常糖基化的作用靶点和其对神经炎症、氧化应激水平及其认知功能的作用机制，为研究和开发安全有效的防治糖尿病性痴呆病变的中药新药提供了实验依据。