糖尿病是一种以慢性血糖升高为特征的代谢性疾病,随着病情的进展可出现全身各系统病变,严重影响患者的生存质量。糖尿病各系统并发症的机制较复杂,目前尚未完全明确。目前已有较多临床实验研究已证实糖尿病神经系统并发症的严重程度和血糖的控制情况有一定相关性,长期的高血糖会导致神经系统的损伤。故有学者提出了一种新的观点:即血糖的神经毒性作用。糖尿病可通过非酶蛋白糖基化、氧化应激、多元醇旁路和蛋白激酶C激活多种途径对中枢神经系统产生影响,具体机制不明,更缺乏特异性的治疗。微管相关蛋-2 (microtubule associated protein-2,MAP-2)是一种热稳定的磷蛋白,是微管的结构蛋白之一。在正常脑组织中,MAP-2是脑内最丰富的蛋白之一,主要在神经元的胞体和树突上表达。MAP-2参与微管连接能促进微管的组装、增加微管的稳定性,并和神经元的轴突运输有关,参与神经元发育、结构稳定、突起形成和突触的可塑性调节,可作为神经元形态损害的早期标志物。MAP-2活性下降,可造成微管变性堆积,影响细胞骨架的完整,并可使线粒体的轴突转运发生障碍,最终导致神经元死亡。葡萄糖在神经细胞内可以通过两种途径进行代谢,大部分通过己糖激酶进行糖酵解,还有少部分通过醛糖还原酶转换成山梨醇。糖尿病时,神经细胞内集聚了大量的葡萄糖,细胞内葡萄糖浓度的过度升高使己糖激酶饱和,醛糖还原酶活性增强,从而形成了大量的山梨醇。只有部分山梨醇可以通过山梨醇脱氢酶(SD)转化为果糖,山梨醇的膜通透性低,因此大量的山梨醇沉积于神经细胞内,蓄积的山梨醇可以产生直接的神经毒性作用。由于神经组织内没有果糖激酶,果糖亦不能被代谢。蓄积的果糖可以促进神经细胞骨架蛋白的糖基化,从而干扰神经的轴浆运输作用,引起神经结构和功能的改变。细胞内的高血糖状态还可以引起半衰期长的蛋白质糖基化,微管蛋白和神经髓鞘蛋白的糖化显著增加,从而破坏了髓鞘的完整性。微管蛋白的糖基化还可引起具有神经分泌和轴索传导作用的微管系基质蛋白对周围神经纤维的营养作用受到损害。目前认为非酶促糖基化作用与糖尿病神经病变关系密切。MAP-2作为神经元骨架蛋白的一种,并且参与神经元的可塑性调节,我们推测MAP-2在实验性糖尿病大鼠脑皮质中的表达会有变化。目的:本实验采用空腹腹腔一次性注射链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)的方法,建立SD大鼠糖尿病模型;观察微管相关蛋白-2在实验性糖尿病大鼠模型脑皮质神经元中的表达变化情况;观察糖尿病对脑皮质神经元以及其突起形态学的影响;进一步探讨糖尿病中枢神经系统损害的机制。方法:采用成年健康雄性Sprague-Dawley大鼠,随机分为2组:链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)诱导糖尿病组(STZ组)和对照组(CON组)。STZ组以一次性腹腔注射60mg/kg STZ诱发,注射72h后取尾静脉血检测血糖>16.7mmol/L者表示造模成功。每组按照模型建立成功后的时间分为2周、8周、14周3个亚组。各组大鼠在相应的时间点称重、测血糖后,4%多聚甲醛溶液灌注固定,断头取脑,石蜡包埋,免疫组织化学法检测MAP-2的表达。用图像分析技术对各组免疫组化实验结果进行统计,用SPSSl7.0 for windows对统计结果进行统计学分析。结果:1各亚组STZ大鼠的血糖水平较相应亚组CON大鼠的血糖水平显著升高;8周组和14周组STZ大鼠的血糖水平较2周组STZ大鼠的血糖水平也有显著增加。2 8周组和14周组中,MAP-2的表达STZ大鼠较CON大鼠显著增多。3 2周组中,MAP-2的表达在STZ大鼠和CON大鼠中无显著差异。4 MAP-2的表达在各亚组CON大鼠之间比较也无显著差异。结论:MAP-2在实验性糖尿病大鼠脑皮质中的表达存在改变,在模型建立成功后8周时表达已显著增加。