滋阴益气活血法调控GLP-1信号改善糖尿病脑病胰岛素抵抗的作用机制

Mild to moderate impairments in cognitive function have been reported in T2DM, and epidemiological studies have linked T2DM with an increased risk of developing AD (it has been termed "type 3 diabetes") in elderly people. It is well known that several pathological features and treatment strategies are shared between diabetes and AD: glucagon-like peptide-1 (GLP-1), a new drug to anti-diabetes is also valuable in the treatment of AD. In the preliminary studies, it’s found that the prescription based on the method of nourishing-yin, tonifying-qi and activating-blood had the effects of promoting GLP-1 secretion, improving insulin resistance of the aging diabetic rats; moreover, it can improve the microcirculation of the brain, protect neurons resulting in prevention and treatment of AD. But the mechanism is yet to be proven. Therefore, we’ll carry out such experiments including in vivo and in vitro, using technologies such as molecular biology, electron microscopy to observe the intervention of the herbal compound by regulating brain neurons GLP-1R/PI3K/PKB or PKC signal, neuronal tau protein phosphorylation, and Aβ deposition, in order to reveal the mechanism of improving brain insulin resistance. The study will provide a new perspective to clarify TCM “homotherapy for heteropathy”, and new thoughts and new target point of drugs for prevention and treatment of T2DM and AD.

2型糖尿病（T2DM）老年患者易并发轻度或中度认知障碍，进一步将发展成阿尔茨海默病（AD，最新称之为“3型糖尿病”）。研究发现二者有着共同的发病基础和治疗策略：防治T2DM的新药胰高血糖素样肽-1(GLP-1)类似物在AD治疗上也同样具有价值。前期研究中，我们发现以滋阴益气活血立法的中药方具有促进GLP-1分泌、改善衰老糖尿病大鼠胰岛素抵抗的作用，且滋阴益气活血法可改善大脑微循环，保护神经元，防治AD，但机制有待探明。为此，我们拟在整体和细胞水平复制T2DM并AD模型，采用分子生物学、电镜等技术，观察以此立法的中药复方对脑神经元GLP-1R/PI3K/PKB或PKC等信号干预，及对神经元tau蛋白磷酸化、Aβ沉积等的影响，以期揭示该法对T2DM并AD脑胰岛素抵抗的作用机制。本课题将从新的视角阐明中医“异病同治”观点，为防治T2DM发展成AD提供新思路和药物作用的新靶点。

2型糖尿病（T2DM）与阿尔茨海默病（AD）在发病上有着密切的相关性，为研究石斛合剂（滋阴益气活血中药方，原为抗糖尿病的方药）对AD的作用机制，我们进行了以下研究：（1）采用高脂高糖+链脲佐菌素（STZ）侧脑室定位注射诱导大鼠呈现认知功能障碍，观察经石斛合剂治疗后，大鼠在血糖、行为学改变及海马病变的影响。结果发现，模型组大鼠禁食血糖与正常组有差异，但未出现异常；Morris水迷宫实验发现药物干预后，大鼠到达平台的时间缩短、跨越平台次数增多，与模型组差异极显著（P<0.01），提示石斛合剂可增强STZ诱导的认知功能障碍大鼠的学习记忆能力；大鼠海马组织刚果红染色结果发现模型组的阳性斑块数增多，药物干预后，阳性斑块数减少且统计学差异极显著(P<0.01)，TUNEL法凋亡检测发现模型组的阳性染色细胞数量增多，药物干预后，阳性染色细胞数量减少（P<0.01），提示石斛合剂可减少大鼠脑组织的斑块沉积以及减轻大鼠脑组织的凋亡坏死程度；海马组织mRNA及蛋白水平检测发现，经药物干预后，PI3K、GLP-1R等蛋白表达水平增加，Bax、Caspase-3表达下降，Bcl-2增加，提示石斛合剂可能通过上调Bcl-2、下调Bax、Caspase-3的表达量，抑制认知功能障碍大鼠的脑损伤，通过上调GLP-1R→PI3K途径改善脑胰岛素抵抗。（2）采用两种细胞模型，一是过氧化氢诱导处理SH-SY5Y细胞建立氧化损伤细胞模型，结果发现 石斛合剂干预后细胞活力明显升高（P<0.05或P<0.01），LDH漏出率和细胞内MDA含量显著降低（P<0.01），SOD和GSH活力增高明显（P<0.01或P<0.05），凋亡率降低，细胞核形态趋于正常,凋亡细胞数量明显减少，并使Bax/ bcl-2比值及caspase3表达降低；二是高剂量胰岛素诱导建立胰岛素抵抗细胞模型，结果发现经石斛合剂含药血清干预后，可明显改善胰岛素抵抗，并提高细胞IR、IRS2及GLUT3基因的表达，提示石斛合剂能降低氧化损伤细胞的凋亡率与其下调H2O2损伤细胞的Bax/ Bcl-2 比值，caspase-3蛋白及其基因表达、提高胰岛素抵抗细胞IR、IRS2和GLUT3的表达来达到保护SH-SY5Y细胞损伤的作用。