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【研究背景与目的】糖尿病(Diabetes Mellitus,DM)是一种慢性代谢性疾病,可累及中枢神经系统,引起认知功能障碍。硫化氢(Hydrogen sulfide,H2S)作为一种新型气体性神经调质,我们课题组前期证明其可拮抗糖尿病大鼠的认知功能障碍,但具体机制尚不明确。研究表明,沉默信息调节因子1(Silent information regulator 1,SIRT1)在细胞存亡、神经生长、突触生成及突触可塑性等方面起关键作用,并参与学习记忆的形成。我们既往发现,H2S可上调糖尿病大鼠海马组织SIRT1的表达,由此推测SIRT1可介导H2S的抗糖尿病性认知功能障碍作用。本课题将从海马损伤和认知行为学两个方面探讨SIRT1抑制剂Sirtinol对H2S抗糖尿病大鼠认知功能障碍作用的阻断效应,以明确SIRT1对H2S抗糖尿病性认知功能障碍的介导作用。【方法】Y迷宫、新物体识别和Morris水迷宫检测大鼠学习记忆和认知能力;Western blot检测大鼠海马组织中内质网应激分子标记蛋白即糖调节蛋白(Glucose-regulated protein 78 k D,GRP78)、C/EBP同源蛋白(C/EBP homologous protein,CHOP)及Cleaved-caspase-12的表达;Western blot检测促凋亡蛋白Bax、抗凋亡蛋白Bcl-2及突触蛋白(Synapsin1,SYN-1)的表达;Tunel(Terminal-deoxynucleotidyl transferase-mediated d UTP nick-end labeling)法分析大鼠海马神经元的凋亡情况;酶联免疫吸附实验(Enzyme-linked immunesorbent assay,Elisa)检测大鼠海马组织中丙二醛(Malondialdehyde,MDA)及谷胱甘肽(glutathione,GSH)的含量;氮蓝四唑(NBT)法检测大鼠海马组织SOD的活性。【结果】1.SIRT1特异性阻断剂Sirtinol可抑制H2S对糖尿病大鼠认知功能的改善作用Y迷宫实验结果显示,Sirtinol(SIRT1特异性阻断剂)(10 nmol)可减少Na HS(100mmol/kg/d,30 d)对糖尿病大鼠自主交替率的增加作用。新物体识别实验显示,Sirtinol(10 nmol)可降低Na HS(100mmol/kg/d,30 d)对糖尿病大鼠新物体识别指数的升高作用。水迷宫实验获得性训练期第5天结果示,Sirtinol(10 nmol)可取消Na HS(100mmol/kg/d,30 d)对糖尿病大鼠寻找平台的潜伏期的缩短作用。水迷宫探查实验发现,Sirtinol(10 nmol)可克服Na HS(100mmol/kg/d,30 d)对糖尿病大鼠穿越平台次数、目标象限时间比及中环游走时间比的增加作用。以上结果表明SIRT1抑制剂Sirtinol可逆转H2S对糖尿病大鼠学习记忆的改善作用。2.SIRT1特异性阻断剂Sirtinol可取消H2S对糖尿病大鼠海马损伤的拮抗作用Western blot结果显示Sirtinol(10 nmol)减弱Na HS(100mmol/kg/d,30 d)对糖尿病大鼠海马内质网应激分子标记蛋白GRP78、CHOP及Cleaved-caspase-12表达的下调作用,表明Sirtinol可逆转H2S对糖尿病大鼠海马内质网应激的拮抗作用。Elisa检测大鼠海马组织MDA和GSH含量结果显示,Sirtinol(10nmol)可抑制Na HS(100mmol/kg/d,30 d)对糖尿病大鼠海马MDA含量的降低作用和对GSH含量的升高作用;NBT法检测大鼠海马组织SOD的活性结果示,Sirtinol(10 nmol)可抑制Na HS(100mmol/kg/d,30 d)对糖尿病大鼠海马SOD活性的增强作用;结果表明Sirtinol可逆转H2S对糖尿病大鼠海马氧化应激损伤的拮抗作用。Tunel法分析结果示,Sirtinol(10 nmol)能明显逆转Na HS(100mmol/kg/d,30 d)对糖尿病大鼠海马Tunel阳性细胞数量的减少作用;Western blot检测大鼠海马Bax及Bcl-2的表达,结果显示Sirtinol可拮抗H2S对糖尿病大鼠海马Bax表达的下调作用及Bcl-2表达的上调作用。上述结果表明Sirtinol可逆转H2S对糖尿病大鼠海马凋亡的拮抗作用。Western blot检测大鼠海马Synapsin-1表达结果显示,Sirtinol(10nmol)逆转了Na HS(100mmol/kg/d,30 d)对糖尿病大鼠海马Synapsin-1表达的上调作用,表明Sirtinol可逆转H2S对糖尿病大鼠海马突触形成障碍的改善作用。【结论】SIRT1介导H2S抗糖尿病大鼠认知功能障碍。