Exacerbated Brain Damage, Edema and Inflammation in Type-2 Diabetic Mice Subjected to Focal Ischemia

Kudret Tureyen; Kellie Bowen; Jin Liang; Robert J Dempsey; Raghu Vemuganti

doi:10.1111/j.1471-4159.2010.07127.x

神经化学杂志。作者手稿；PMC 2012年2月1日提供。

以最终编辑形式发布为：

神经化学杂志。2011年2月；116(4): 499–507.

2011年1月25日在线发布。数字对象标识：10.1111/j.1471-4159.2010.07127.x号

预防性维修识别码：下午3076322

NIHMSID公司：美国国家卫生研究院256414

PMID：21133923

局灶性缺血2型糖尿病小鼠脑损伤、水肿和炎症加重

库德雷特·图雷恩,^1,^三凯利·鲍文,¹ 金亮,¹ 罗伯特·登普西,¹和拉胡·维穆甘蒂^1,²

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摘要

中风治疗发展的一个限制因素是动物模型的使用不能很好地代表患者的基本医疗条件。在人类中，糖尿病增加了中风发病率和中风后死亡率的风险。为了了解糖尿病患者增加脑损伤的机制，我们评估了成人大脑中动脉短暂闭塞（MCAO）的影响数据库/数据库老鼠。这个数据库/数据库小鼠是2型糖尿病的模型，其血糖是血糖正常的遗传对照的4倍(数据库/+鼠标）。继瞬态MCAO之后数据库/数据库与对照组相比，小鼠的死亡率显著升高，梗死面积增大，脑水肿加重，神经状态恶化数据库/+老鼠。这个数据库/数据库小鼠也显示出明显较高的缺血后炎症标记物（ICAM1⁺毛细血管、渗出的巨噬细胞/中性粒细胞和加剧的促炎基因表达）与数据库/+老鼠。此外，缺血后神经保护性热休克伴侣基因的表达在数据库/数据库与相比数据库/+老鼠。

关键词：高血糖、糖尿病、炎症、梗死、中风、水肿

2型糖尿病易使人中风，已知中风诱导的脑损伤随着这些患者功能恢复不良而加重(埃尔格尔等2009). 尽管超过30%的中风患者已知患有糖尿病，但导致该人群缺血性脑损伤增加的机制研究不足。糖尿病有两种主要形式；虽然1型糖尿病（早发）的特征是胰岛产生胰岛素的β-胰岛细胞被破坏导致胰岛素减少，但2型糖尿病（大多数情况下为成人发病）是由外周胰岛素抵抗引起的。这两种情况的共同点是高血糖，它对认知和其他大脑功能有害。在全球约2亿糖尿病患者中，>90%是2型糖尿病患者。基因改变的数据库/数据库鼠标(汉梅尔等1966)表明成人发病的2型糖尿病，因此可能是一个有用的动物模型，用于研究机制和测试新的治疗化合物，以防止糖尿病队列中的缺血性脑损伤。在数据库/数据库小鼠，糖尿病基因(数据库)编码肽受体的G-to-T点突变，导致脂肪细胞衍生激素瘦素的异常剪接和信号缺陷，瘦素以常染色体隐性性状传播。在这些小鼠中，下丘脑瘦素信号的缺乏导致高食欲和肥胖，最终导致高瘦素和胰岛素水平(陈等1996;李等1996). 这个数据库/数据库小鼠在6周左右开始出现糖尿病症状，到12周大时将成为坦率的糖尿病患者(沙尔马等2010).

使用成年人数据库/数据库小鼠及其血糖正常的遗传控制(数据库/+我们目前评估了短暂局灶性缺血对死亡率、梗死体积、神经功能障碍、脑水肿、炎症指数（ICAM1表达、中性粒细胞浸润、微胶质细胞/巨噬细胞激活和促炎基因表达）和热休克蛋白（HSP）基因表达的影响。

材料和方法

局灶性缺血

所有手术程序均由威斯康星-麦迪逊大学动物资源和护理研究委员会批准，动物按照《实验动物护理和使用指南》，美国卫生与公众服务部出版编号。86–23（修订版). 这个数据库/数据库（C57块/J-m+/+勒普^{分贝/分贝}; 2型糖尿病）和数据库/+（正常血糖基因控制数据库/数据库)小鼠（n=35/基因型）取自Jackson实验室（ME Bar Harbor）。如前所述，短暂大脑中动脉闭塞（MCAO）通过腔内缝合方法诱发局灶性缺血(卡柏迪亚等2006); (图雷恩等2007;图雷恩等2008). 简言之，用异氟醚麻醉小鼠（诱导：2%；维持：1.2%，在氧气和氧化亚氮50:50的混合物中），并对左股动脉进行插管，以持续监测动脉血压并测量pH值、P值_一o（o）₂，P_一有限公司₂血红蛋白和血糖浓度（i-STAT；传感器设备，威斯康星州沃基夏）。手术期间，使用反馈调节加热垫将直肠温度保持在37.0±0.5°C。皮肤中线切开后，暴露左侧颈外动脉，将末端钝钝的6–0单丝尼龙缝合线引入管腔，轻轻推进至颈内动脉，直至局部脑血流量（rCBF）降至基线的约15%（激光多普勒流量计记录；Vasamedics，LLC，明尼苏达州圣保罗），如前所述(Vemuganti公司等2004). 闭塞45分钟或2小时后，将缝合线拔出（激光多普勒证实再灌注），缝合伤口，让小鼠从麻醉中恢复，并将其放回笼子随意获得食物和水。在再灌注12小时（基因表达研究）、1天（脑水量估计）或3天（所有其他研究）时处死小鼠队列。

梗塞体积估计和免疫组织化学

如前所述测量梗死体积(卡柏迪亚等2006;图雷恩等2007). 简言之，数据库/数据库和数据库/+在再灌注3天时，用缓冲多聚甲醛经心灌注45min短暂MCAO小鼠（n=14/组）。每个大脑都进行了固定、冷冻保护和切片（冠状；40μm厚，间隔320μm）。用甲酚紫对连续切片进行染色，并使用NIH图像程序进行扫描。缺血性病变的体积是通过对4个连续切片的数据进行数值积分来计算的。为了解释组织加工导致的水肿和差异收缩，使用Swanson公式校正损伤体积：校正损伤体积=对侧半球体积−（同侧半球体积-测量损伤体积）(斯旺森等1990). 如前所述，用针对ICAM1（1:1000；BD Bioscience Pharmingen，加利福尼亚州圣何塞）和OX42（CD11b；1:1000；BN Pharmingen，加利福尼亚州圣何塞）的抗体对每只小鼠的平行切片进行免疫染色(Kapadia等人，2006年). OX42⁺在每只小鼠同侧皮层的3到4个X300区域中计数细胞。为了确保在动物之间对损伤的同源区域进行取样，所有动物的Bregma坐标+1到+1.5之间的截面如前面的Kapadia所述。

神经学评估

如前所述，缺血后神经功能缺损在短暂MCAO前和再灌注3天由一名对研究组不知情的研究人员进行5分评分(龙格牌手表等1989); (卡柏迪亚等2006;Tureyen公司等2007;图雷恩等2008). 用于神经取芯的小鼠数量包括用于梗死测量和MPO活性的小鼠（n=14数据库/数据库对于数据库/+组）。得分0表示无神经功能缺损（正常），1表示轻度神经功能缺损，4表明神经功能严重受损（小鼠不能自发行走；意识水平低下）。

髓过氧化物酶（MPO）测定

脑组织中MPO的活性反映了中性粒细胞的外渗。MPO活动如前所述进行估算(韦斯顿等2007)在一个队列中数据库/数据库和数据库/+小鼠（n=5/基因型）接受45分钟短暂MCAO和3天再灌注。简言之，用等渗盐水经心灌注小鼠，将其大脑切成基质，生成1mm切片。坐标在+1 mm到−1 mm之间的截面用TTC快速染色以确认梗死。从相邻的切片上解剖同侧和对侧皮层（各约50 mg）。记录湿重，并在冰镇5 mM磷酸盐缓冲液（pH 6）中均质组织，在30000离心克在4°C下保持30分钟。用缓冲液短暂清洗颗粒，并将其悬浮在含有0.5%十六烷基三甲基溴化铵的50 mM磷酸盐缓冲液中（西格玛，圣路易斯，密苏里州）。将悬浮液进行3次冷冻-解冻循环，在循环之间进行超声波处理（10秒），然后进行孵化（4°C下20分钟）和离心（12500克在4°C下保持15分钟）。将50μl上清液与1.45 ml 50 mM磷酸盐缓冲液（pH 6.0）混合，其中含有o（o）-二茴香胺盐酸盐（0.167 mg/ml；西格玛，圣路易斯，密苏里州）和过氧化氢（0.0005%）。每隔15秒记录3分钟460 nm处吸光度的变化。以人类MPO（Dako，Carpentaria，CA）为标准计算MPO活性。MPO活性的一个单位被定义为在25°C下每分钟降解1μmol过氧化物的量。

脑含水量

如前所述测量脑含水量(蒂托娃等2008). 简单地说，从一组数据库/数据库和数据库/+45分钟MCAO后再灌注1天处死小鼠（n=5/基因型）。对组织样品进行称重，精确至mg，以获得湿重。将组织在100°C下干燥1天，然后再次称重以确定干重。脑含水量（%）计算为[（湿重-干重）/湿重]×100。

实时PCR

如前所述，使用定量实时PCR进行基因表达分析(卡柏迪亚等2006;图雷恩等2007). 一群数据库/数据库和数据库/+再灌注12h时处死45min短暂MCAO小鼠（n=4/组）。使用Trizol试剂（Invitrogen，Carlsbad，CA）从每只小鼠的同侧和对侧皮层提取总RNA。使用寡核苷酸（dT）15和随机六聚体引物，使用M-MuLV逆转录酶对每个样本中的1μg RNA进行逆转录（马里兰州Rockville，Life Technologies）。将10 ng cDNA和基因特异性引物添加到SYBR Green PCR Master Mix中（SYBR Green-I染料、AmpliTaq DNA聚合酶、带有dUTP和最佳缓冲成分的dNTPs；Applied Biosystems）并在Perkin Elmer TaqMan 5700序列检测系统中进行PCR扩增（在50°C下1次循环2分钟，在95°C下1次循环10分钟，在95°C下40次循环15秒和60°C下1分钟）。PCR反应重复进行。扩增的转录本用比较C定量_T型如前所述，使用18S rRNA和甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）作为内部对照的方法(卡柏迪亚等2006;图雷恩等2007). 对以下已知局部缺血后上调的转录物进行评估：白细胞介素（IL）-1β、IL-6、巨噬细胞炎症蛋白-1α（MIP-1α）、单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）、P-选择素、E-选择素，HSP27、HSP70和HSP32（血红素氧化酶-1；HO1）。实时PCR引物是使用Primer Express软件（Applied Biosystems）根据GenBank登录号设计的，与我们之前的论文中相同(卡柏迪亚等2006;图雷恩等2007).

统计分析

数据以平均值±标准差表示。通过单因素方差分析和Tukey Kramer多重比较进行组间比较。

结果

体重和血糖水平

在5周大的时候数据库/数据库和数据库/+队列显示出相似的体重(图1A; n=35/组）。到14周大时，体重在数据库/数据库小鼠和99%的数据库/+小鼠(图1A). 因此，在14周龄时数据库/数据库小鼠比数据库/+小鼠（n=35/组；p<0.05）(图1A). 血糖水平在数据库/数据库鼠标滑过数据库/+5周龄小鼠（n=35/组）(图1B). 14周大时数据库/数据库小鼠的血糖水平比对照组高267%数据库/+小鼠（n=35/组；p<0.05）(图1B).

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图1

体重（A）和血糖水平（B）数据库/数据库和数据库/+5周龄和14周龄小鼠。数值为平均值±标准差（n=35/组）。统计数据：^一与相应的5周龄组相比，p<0.05，^b条与14周龄db/+组比较p<0.05。

短暂性MCAO后的死亡率

当小鼠接受2小时短暂MCAO时，再灌注后1天内数据库/数据库小鼠的死亡率为75%，而数据库/+队列（n=8/基因型）(图2A). 当MCAO持续时间降至45分钟时数据库/数据库小鼠的死亡率为31%，而在数据库/+队列（n=13/基因型）(图2A). 因此，我们在剩下的实验中使用了45分钟的MCAO持续时间。在45分钟MCAO组中，rCBF(图2B)以及其他生理参数（pH、P_一o（o）₂，P_一有限公司₂血红蛋白；数据未显示）数据库/数据库和数据库/+队列。

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图2

14周龄婴儿的存活率（A）数据库/数据库和数据库/+小鼠在短暂MCAO后再灌注的前24小时内。在面板A中，实线为2h MCAO In数据库/数据库，虚线为2h MCAO in数据库/+，长虚线为45 min MCAO in数据库/数据库短虚线为45 min MCAO in数据库/+队列。每行后面括号中的数字是该组使用的老鼠数量（A）。rCBF在数据库/数据库和数据库/+小鼠接受45分钟短暂MCAO（B）。数值为平均值±标准偏差（n=13/组）。

局部缺血后的梗死和神经功能障碍

在45分钟短暂MCAO和3天再灌注后，观察到梗死体积比对照组高54.5%数据库/数据库与数据库/+小鼠（n=9数据库/数据库和12用于数据库/+队列；p<0.05）(图3A). 在45分钟短暂MCAO后再灌注3天，缺血后平均神经核数也比对照组高88%（p<0.05）数据库/数据库（3.35±0.45；n=14）超过数据库/+（1.76±0.047；n=17）队列(图3B). 这表明在数据库/数据库组与轻度神经功能缺损组相比数据库/+组。来自数据库/数据库和数据库/+队列接受了45分钟的短暂MCAO，结果显示图3.

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图3

这个数据库/数据库与对照组相比，小鼠的梗死面积（A）和神经功能（B）明显增大数据库/+小鼠接受45分钟短暂性MCAO（A）。在再灌注3天时对小鼠进行这两种措施的测试*与相比，p<0.05数据库/+组（单因素方差分析，然后进行Tukey-Kramer多重比较后测试）。A中的条形图表示平均值±SD（对于数据库/数据库12个用于数据库/+组）。两组用于梗死测量的小鼠数量不等于数据库/数据库和中的1只鼠标数据库/+各组于再灌注3d前死亡。B中的横线代表每只动物的单个神经核（n=14表示数据库/数据库17表示数据库/+组）。用于神经取芯的小鼠数量包括用于梗死测量和MPO活性的小鼠。平均±SD神经核在数据库/数据库（3.33±0.46）与数据库/+（1.76±0.47）队列。底部的图像是来自数据库/数据库和数据库/+队列接受45分钟短暂MCAO和3天再灌注。

缺血后脑含水量

我们测量了反映脑水肿的脑含水量数据库/数据库和数据库/+小鼠接受45分钟MCAO和1天再灌注（n=5/组）。与对侧皮层相比，两种基因型的同侧皮层的含水量都显著增加(图4A). 然而数据库/+与数据库/+老鼠(图4A). 在数据库/数据库小鼠对侧皮层的含水量也明显高于对侧皮层数据库/+老鼠(图4A).

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图4

观察到同侧大脑皮层的脑含水量明显高于对侧大脑皮层数据库/+和数据库/数据库队列接受45分钟短暂MCAO和1天再灌注（A）。同侧皮质数据库/数据库与同侧大脑皮层相比，该组的含水量也显著增加数据库/+老鼠。MPO活性是中性粒细胞存在的一个指标，观察到同侧皮质中的MPO活性显著高于两侧相应的对侧皮质数据库/+和数据库/数据库小鼠接受短暂MCAO和3天再灌注（B）。此外，大脑同侧皮层数据库/数据库显示MPO活性显著高于同侧大脑皮层数据库/+小鼠（B）。数值为平均值±SD（n=5/组）。统计数据：^一与相应的对侧皮层相比p<0.05，^b条与同侧大脑皮层相比p<0.05数据库/+和^c（c）与对侧皮质相比p＜0.05数据库/+（单因素方差分析，然后进行Tucky-Kramer多重比较后测试）。

缺血后炎症标记物

MPO活性表明中性粒细胞在对侧皮层的存在可以忽略不计数据库/数据库和数据库/+短暂性MCAO和再灌注3天的小鼠（n=5/组）(图4B). 两种基因型的同侧大脑皮层与对侧大脑皮层相比，MPO活性显著升高，但同侧大脑皮质的折叠增加显著高于对侧大脑皮质数据库/数据库队列(数据库/+乘以10.4倍数据库/数据库18.3倍；n=5/组）(图4B). 此外，OX42免疫染色（活性小胶质细胞/巨噬细胞的一种测量方法）和ICAM1免疫染色（表明中性粒细胞和巨噬细胞向脑实质的渗出增加）在同侧大脑皮层中较高数据库/数据库与相比数据库/+小鼠（n=5/基因型）(图5).

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图5

ICAM-1免疫阳性的毛细血管（A和B）和OX-42免疫阳性激活的小胶质细胞/巨噬细胞（C和D）在数据库/数据库（B和D）与数据库/+（A和C）小鼠接受45分钟短暂MCAO和3天再灌注。比例尺为100μm。这些图像是从Bregma的坐标+1.0处的同侧皮层拍摄的。OX42⁺与db/+（44±8细胞/高倍视野）小鼠（n=3/基因型）相比，db/db（85±15细胞/高功率视野）小鼠同侧皮层的细胞数显著增加（67%±11%；Student t检验p<0.05）。

在45分钟短暂MCAO后再灌注12小时数据库/+和数据库/数据库与相应的对侧皮层相比，小鼠的几个炎症基因表达显著增加（n=4/基因型；表1). 然而，数据库/数据库该组显示出明显高于数据库/+组中促炎细胞因子IL-6和IL-1β水平（分别下降84%和146%；第页<0.05），趋化因子MIP-1α和MCP-1（分别减少135%和65%；第页<0.05），粘附分子P-选择素和E-选择素（分别增加64%和96%；P<0.05）(表1).

表1

db/db和db/+小鼠缺血后皮质炎症基因的表达

成绩单	GenBank（基因银行）#	对侧皮层Δ折叠

		数据库/+	分贝/分贝	%差异

IL-1β	NM_008361号	3.6±0.4	7.4±0.8	+146^*
白介素-6	NM_031168号	5.8±0.8	9.8±1.0	+84个^*
MIP-1α（CCL3）	NM_011337号	4.1±0.7	8.3±1.0	+135^*
MCP-1（CCL2）	AF065933型	8.1±1.1	12.7±1.6	+65^*
E-选择素	NM_011345号	3.5±0.5	5.1±0.6	+96^*
P-选择素	NM_011347号	6.6±1.1	10.2±1.1	+64^*
热休克蛋白70	NM_010478号	106±12	41.2±9.1	−62^*
热休克蛋白27	U03561型	39.1±7.3	12.3±2.6	−71^*
HO-1（HSP32）	纳米_010442	24.2±4.1	5.1±1.9	−78^*

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18S rRNA和GAPDH作为内务管理对照，在两种基因型间的表达无差异。白细胞介素；巨噬细胞炎性蛋白；单核细胞趋化蛋白；热休克蛋白；血红素加氧酶。在45分钟短暂MCAO后再灌注12小时，从同侧皮层获取组织。Δ折叠与相应的对侧皮质相比较。百分比差异=（db/+组−1 MCAO的Δfold over sham）−（db/db组−2的Δfold over sham）/（db/+1组−3的MCAO中的折叠sham）*100。

^*p<0.05(数据库/+与数据库/数据库采用单因素方差分析，然后进行Tucky-Kramer多元比较后测试）。

局部缺血后热休克蛋白基因的表达

已知神经保护性HSPs HSP27、HSP70和HSP32/HO-1的表达在局部缺血后上调(多达等2004). 两者的同侧皮层数据库/数据库和数据库/+与相应的对侧皮层相比，45min短暂MCAO和12h再灌注小鼠HSP70、HSP27和HSP32/HO-1的mRNA水平显著升高（n=4/组；表1). 然而，所有3种热休克蛋白的基因表达增加在数据库/数据库与相比数据库/+小鼠增加62%至78%(表1).

讨论

本研究结果表明，短暂局灶性缺血可导致2型糖尿病大面积梗死，神经状态恶化，脑积水增加，炎症加剧，HSPs诱导减少数据库/数据库小鼠与血糖正常者的比较数据库/+老鼠。此外，2型糖尿病小鼠在局部缺血后的死亡率明显较高。

中风治疗进展的限制因素之一是使用健康的啮齿动物来了解缺血性脑损伤的机制。由于>30%的中风患者是糖尿病患者，体内存在多种代谢变化，因此了解其病理生理特征并在糖尿病患者中进一步测试新的中风药物非常重要。本研究通过显示2型糖尿病小鼠对局部缺血的反应非常不同，水肿、炎症和死亡率增加来重申这一点。我们的研究表明数据库/数据库小鼠在中风后表现出人类糖尿病患者的许多其他特征。这个数据库/数据库已知小鼠会发生神经病变(加尔各答等1988)，肾病(沙尔马等2003)、视网膜病(克莱门茨等1998)以及受损的伤口愈合(库马里等2007)与人类2型糖尿病患者相似。因此，这些小鼠可能非常适合研究中风的影响以及糖尿病的所有复杂病理特征。本研究的局限性之一是，我们还没有研究糖尿病前期（5周龄）db/db小鼠局部缺血的影响，因为这些小鼠太小，无法诱导MCAO。

糖尿病的特征之一是反复高血糖，这可能是目前观察到的糖尿病小鼠缺血后脑损伤加重的原因之一。然而，我们实验室先前的一项研究发现，当局部缺血在数据库/数据库用二甲双胍治疗3周控制血糖水平的小鼠(图雷恩等2007). 令人惊讶的是数据库/数据库在诱导局灶性缺血之前，用转录因子PPARγ激动剂罗格列酮治疗小鼠3周（也可以控制血糖水平），导致梗死体积适度减少(图雷恩等2007). 因此，血糖水平正常化可能没有保护作用，罗格列酮诱导的神经保护作用可归因于其抗炎作用。最近的研究还表明，肥胖、糖尿病的治疗对象/对象在诱导缺氧缺血前，PPARγ激动剂达格列酮作用7天的小鼠在缺血发作后8小时和24小时缩小梗死面积并加剧炎症反应(库马里等2010). 众所周知，用PPARγ激动剂罗格列酮和吡格列酮治疗后，血糖正常的啮齿动物局灶性缺血、创伤性脑损伤和脊髓损伤后的中枢神经系统损伤显著减轻(冈田等2002;公园等2007;Sundararajan公司等2005;Tureyen公司等2007;易等2008;赵等2006). 然而，令人失望的是，罗格列酮治疗后对数据库/数据库短暂性MCAO小鼠(图雷恩等2007). 急性后治疗缺乏疗效可能是因为糖尿病患者PPARγ水平较低，并且罗格列酮治疗诱导PPARγ表达，长期预处理可能使药物发挥作用。达格列酮是一种更强健的PPARγ激动剂，其疗效是罗格列酮的7倍，因此可能是一种更好的治疗选择，但目前尚不清楚如果在中风治疗后服用该药物是否可以保护糖尿病大脑。

迄今为止，大多数评估糖尿病对卒中结局影响的实验研究都使用了1型糖尿病模型。在1型糖尿病啮齿类动物中，缺血后的脑损伤在整体或局部缺血后也会加剧(埃利瓦等2009;埃尔古尔等2009;卡马达等2007;库萨卡等2004;沈等2010). 使用2型糖尿病动物来了解中风诱导的脑损伤机制的研究要少得多。Vannucci等人（2001年）表明，女性数据库/数据库小鼠对缺氧缺血的抵抗力高于雄性数据库/数据库老鼠。最近的一项研究表明数据库/数据库敲除醛糖还原酶（aldose reductase）可以缓解小鼠的症状，该酶是多元醇途径中的第一个酶，可将多余的葡萄糖转化为山梨醇，并进一步代谢为果糖(杨等2010). 除了数据库/数据库小鼠，在少数其他2型糖尿病鼠模型中研究了局灶性缺血的影响。Mayanagi等人（2008年）表明，治疗8周龄肥胖糖尿病对象/对象瑞舒伐他汀对小鼠局灶性缺血后的神经保护作用。这个对象/对象和数据库/数据库瘦素状态的小鼠模型不同，前者缺乏瘦素，而后者缺乏瘦素受体（Halle和Persson，2002）。While期间数据库/数据库和对象/对象小鼠是肥胖的2型糖尿病模型，Goto-Kakizaki（GK）大鼠是瘦的2型糖尿模型(转到等1976). GK大鼠是实验研究的重要来源，因为世界上许多2型糖尿病患者并不肥胖。此外，在糖尿病人群中，除梗死外，水肿和出血性转化（HT）也是中风后的主要问题(埃尔格尔等2009). 在本研究中，我们观察到水肿和梗死加重，但HT在数据库/数据库小鼠接受45分钟短暂MCAO。我们也没有在数据库/数据库MCAO2小时后12小时内死亡的小鼠。另一方面，GK大鼠表现出脑血管基质金属蛋白酶活性和扭曲度增加，因此这些动物的局灶性缺血诱导HT(埃尔格巴利等2007;埃尔古尔等2007;埃尔格尔等2009;锂等2010). 然而，由于侧支循环高，GK大鼠梗死面积较小(埃尔格尔等2007). 因此，数据库/数据库小鼠和GK大鼠共同提供了一种独特的资源来研究中风后的脑损伤和需要测试的治疗方法，以减少糖尿病患者的梗死和HT。最近的一项研究表明，在高脂饮食结合链脲佐菌素的2型糖尿病大鼠模型中，缺血后脑损伤加重和认知功能障碍恶化与β-分泌酶（BACE1）激活和Aβ生成增加有关(张等2009).

中风后急性期的失控炎症被认为是脑血管衰竭和脑损伤的主要介质(del Zoppo 2009年). 细胞黏附分子表达增加导致白细胞外渗，并进一步诱导促炎症转录因子和其他炎症基因，被认为是缺血后炎症的主要介质(易等2007). 我们目前观察到，促炎细胞因子、趋化因子和粘附分子的基因表达在数据库/数据库小鼠大脑与血糖正常的比较数据库/+在短暂性MCAO后再灌注12h时进行控制。因此，炎症加剧可能是糖尿病患者脑卒中后脑损伤增加的一个促成因素。此外，巨噬细胞和中性粒细胞会释放对神经元具有极高毒性的氧和氮自由基。有趣的是，数据库/数据库众所周知，小鼠表现出全身炎症以及抑制炎症的能力受损(杜拉等2010;锂等2009;卢等2004;孟等2010).

短暂局灶性缺血后，HSPs在大脑中被诱导为内源性神经保护反应。神经元中诱导的HSP70作为分子伴侣介导缺血耐受，防止蛋白质聚集/变性，并减弱缺血后兴奋性毒性神经递质的释放(多达等2004;高木（Takagi）等1994). 在星形胶质细胞中诱导的HSP27除了增加细胞内谷胱甘肽水平、减少活性氧物种和防止细胞凋亡外，还被认为通过介导蛋白伴侣作用而具有神经保护作用(咖喱等2000;加里多等1999;梅伦等1996). HSP32/HO-1是一种应激诱导的HO星形胶质细胞形式，已知其通过调节细胞铁水平和控制炎症来防止细胞死亡(巴拉纳诺和斯奈德2001;费里斯等1999;Lee and Chau 2002年). 我们目前观察到，HSP70、HSP27和HSP32/HO1在脑缺血后的诱导作用在数据库/数据库表明糖尿病小鼠不能防止细胞死亡，也不能诱导其大脑可塑性。目前观察到的2型糖尿病小鼠在局灶性缺血后不能诱导神经保护性热休克蛋白的现象，早期未见报道，这可能是导致这些动物缺血性脑损伤增加的一个重要特征。

不幸的是，许多糖尿病患者也表现出慢性高血压。众所周知，血压升高与卒中后HT增加和水肿有关，抗高血压药物坎地沙坦治疗显示可以减少1型糖尿病啮齿动物的缺血性脑损伤(库萨卡等2004). 这个数据库/数据库小鼠表现出轻度高血压，但其对目前在这些动物中观察到的严重缺血性脑损伤的作用尚不清楚。高胆固醇血症是另一种常与2型糖尿病相关的并发症，先前的研究表明，阿托伐他汀治疗局部缺血的GK大鼠可降低HT(埃利瓦等2009). 因此，联合治疗可以减少多种病理生理机制，包括但不限于炎症、高血压、高血糖、水肿和氧化应激，可能是预防糖尿病患者中风后脑损伤的良好选择。

致谢

这些研究部分由NIH拨款NS049448资助。

使用的缩写

数据库: 糖尿病基因
GAPDH公司: 甘油醛-3-磷酸脱氢酶
GK公司: Goto-Kakizaki公司
HO1公司: 血红素氧化酶-1
热休克蛋白: 热休克蛋白
HT（高温）: 出血性转化
ICAM1公司: 细胞内粘附分子
伊利诺伊州: 无白细胞蛋白
MCAO公司: 大脑中动脉闭塞
MCP公司: 单核细胞趋化蛋白
MIP公司: 巨噬细胞炎性蛋白
多功能操作: 髓过氧化物酶
对象: 肥胖基因
PPAR（购电协议）: 过氧化物酶体增殖物激活受体
rCBF公司: 局部脑血流
TTC公司: 三苯基四唑氯化铵
白细胞计数: 白细胞

参考文献

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