糖尿病认知损害大鼠不同认知阶段主要生物标志物变化谱及中药干预时间窗

According to diabetes cognitive impairment mechanism,we put forward the hypothesis of "diabetes cognitive impairment in different stage of cognitive is in correspondence with main biomarkers change spectrum". Diabetic rat model is established by intraperitoneal injection of streptozotocin. Dynamic content change of amyloid-beta protein,phosphorylated tau protein,insulin,advanced glycation end products,acetylcholine in cerebrospinal fluid and blood and the volume of hippocampus are detected by means of microdialysis,ELASA,high performance liquid chromatography,electrochemical detection and MRI.Morris Water Maze is used to measure the score of learning and memory of the rats.The relevance and weight of the biomarker vs. the content of acetylcholine and the score of learning and memory are analyzed mathematically in order to set up the main biomarker change spectrum, analyze the correlations of pathogenic factors leading to diabetes cognitive impairment and underlie early intervening treatment of diabetic encephalopathy. Based on the syndrome differentiation and treatment of Traditional Chinese medicine and the biomarker change spectrum, Coptis plus Dried ginger and American ginseng plus tatarinowii sweetflag rhizome are used respectively to observe the curative change of the main biomarker spectrum and the score of learning and memory to establish traditional Chinese medicine using principle and the best preventive intervention time window for diabetes cognitive.

根据糖尿病认知损害发生机制，提出"糖尿病认知损害不同认知阶段主要生物标志物变化谱"假说。采用链脲佐菌素腹腔注射建立糖尿病大鼠模型，利用微透析、酶联免疫检测、高效液相色谱及电化学检测、结构MRI等方法和技术，动态检测糖尿病致认知损害过程中脑脊液及血中β淀粉样蛋白、磷酸化tau蛋白、胰岛素、糖基化终末产物、乙酰胆碱含量及海马体积变化;Morris水迷宫动态检测大鼠学习记忆成绩。多元统计学方法分析各生物标志物与乙酰胆碱、学习记忆成绩的相关性及权重，建立不同认知阶段主要生物标志物变化谱，分析糖尿病认知损害各致病因素的相互关系，为糖尿病认知损害的早期干预提供依据。根据糖尿病中医辨证思想及生物标志物变化谱，以黄连、干姜药对及西洋参、石菖蒲药对为模型药物，通过观察不同认知阶段中药干预后主要生物标志物变化谱及学习记忆成绩，确立糖尿病认知障碍中药预防性干预的选药原则、干预最佳时间窗。

本课题按照合同内容如期完成。在项目执行过程中为保证项目完成的质量首先对核心技术和方法进行方法学和质量控制的研究，并建立相应的实验室操作规范，建立了小脑延髓池连续采集脑脊液方法及小动物认知损害个体化评价标准。首次动态观察糖尿病致认知损害已知生物标志物如Aβ、tau蛋白、IL-6和ACh动态变化规律，确定糖尿病致认知损害的最佳干预时间窗；首次对糖尿病认知损害代谢标志物的动态变化进行研究，确定了糖尿病后不同时间点的代谢标志物的差异表达谱，并依此分析糖尿病不同阶段的代谢特征，为糖尿病认知损害发病机制及药物干预策略提供实验依据；首次运用磁共振技术对糖尿病伴有和不伴有认知障碍大鼠进行脑部结构扫描，并采用体素形态学方法和自动化感兴趣区域方法进行图像分析，明确糖尿病认知损害大鼠变化脑区在主要集中在与认知相关的区域如纹状体、海马，并且海马不同区域出现双向性改变，从而为糖尿病认知障碍的早期诊断和及时治疗提供重要的影像学信息。与此同时，根据糖尿病中医发病机制，首次提出了依据糖尿病动物模型的宏观和微观表征确定其中医 “证”的演变规律，并根据其演变规律研究了西洋参-石菖蒲、黄连-干姜药对对糖尿病大鼠的干预作用及初步机制。项目进展期间，在国内外学术期刊发表标注论文7篇；申报发明专利2项，均已进入实审阶段；培养博士研究生2人，硕士研究生7人。