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背景:二型糖尿病（Type 2 Diabetes,T2DM）与阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease,AD）的发病率在世界范围内逐年上升,并且有着一些共同病理的特征,如这两种疾病发展到一定程度时,患者的脑内均会出现tau蛋白的过度磷酸化和胰岛素抵抗。tau蛋白的过度磷酸化作为AD的两大病理特征之一,会严重影响患者的学习记忆以及认知能力;而大脑胰岛素抵抗会导致患者脑内胰岛素信号级联紊乱,从而致使多种包括糖代谢在内的代谢紊乱,以及其它多种包括认知与情绪在内的进程障碍。而越来越多的证据表明哺乳动物雷帕霉素受体（Mammalian Target of Rapamycin,mTOR）的激活是胰岛素抵抗发生的机制之一,并且AD患者的脑内同样也存在mTOR的激活。mTOR有两种不同功能的亚型,为mTORC1和mTORC2。其中mTORC1的激活与糖代谢有着非常紧密的联系,将导致神经元糖代谢减少,能量不足,严重时引起神经元的死亡。因此,对mTORC1进行抑制,可能会有调节与糖代谢相关酶的活性的作用,从而改善学习记忆。目的:探究腹腔注射mTORC1的特异性抑制剂雷帕霉素对糖代谢紊乱小鼠（存在大脑胰岛素抵抗）,大脑胰岛素抵抗小鼠的AD样病变的治疗作用及其机制研究。方法:用两种不同链脲佐菌素（Streptozotocin,STZ）注射方法,处理雄性野生型C57BL/6小鼠（8～10周龄）以得到两种STZ诱导的小鼠AD样模型。第一种造模方法腹腔注射STZ,将小鼠分为三组:CON组,注射STZ的溶剂;STZ模型组,腹腔连续5天注射STZ 50 mg/kg以获得糖代谢紊乱小鼠;STZ+RAP组,先注射STZ,再给予腹腔连续14天注射雷帕霉素（Rapamycin,RAP）2 mg/kg。第二种造模方法侧脑室注射STZ,将小鼠分为三组:（先在所有小鼠的侧脑室预埋入套管,待小鼠恢复一周后通过套管给药）a CSF-ICV对照组,通过套管注射等量溶剂;STZ-ICV组,通过套管分两次注射STZ,每次注射3 mg/kg（两次间隔48h）以获得大脑胰岛素抵抗小鼠;STZ-ICV+RAP组,STZ注射后,腹腔连续注射雷帕霉素2 mg/kg 14天。使用水迷宫法检测两种造模方法的小鼠空间学习记忆的能力,免疫印迹（Western blotting和Dot blotting）和免疫组织化学技术检测小鼠海马中tau蛋白的表达情况和胰岛素信号通路相关酶的水平及其活性依赖的磷酸化位点的水平。建立SH-SY5Y细胞高糖细胞模型（30 m M葡萄糖）后,用雷帕霉素（20 nM）,用或不用GSK-3β抑制剂LiCL,AKT抑制剂MK2206检测各个酶的变化,探究雷帕霉素保护作用的机制。结果:1.雷帕霉素对两种STZ小鼠的外周血糖和体重无作用,但可改善小鼠大脑胰岛素抵抗:使用两种方式注射STZ后,观察到腹腔注射STZ的小鼠（即STZ组小鼠）血糖显著升高,体重在一段时间后略有降低,侧脑室注射STZ的小鼠（即STZ-ICV组小鼠）血糖体重无变化,而雷帕霉素对两组小鼠的血糖体重都无影响。STZ组小鼠海马内IRS-1的水平显著降低,STZ-ICV组小鼠海马内pS307-IRS-1的水平显著增高,IGF-1R的水平显著降低,注射雷帕霉素后,可改善这一现象。2.雷帕霉素逆转两种STZ小鼠中异常的胰岛素信号通路相关酶,tau磷酸化增加和空间学习记忆能力损伤:STZ组小鼠海马内tau磷酸化水平,pS2448-mTOR,pT389-p70s6水平比CON组小鼠明显增加,p T172-AMPK,pS9-GSK-3β和pS473-AKT水平下降,AGEs的水平显著上升,STZ组小鼠在水迷宫检测中表现出学习和记忆能力受损。而侧脑室注射STZ后,STZ-ICV组小鼠海马中pS2448-mTOR和p T389-p70s6水平比a CSF-ICV组小鼠显著增加,pT172-AMPK,pS9-GSK-3β和pS473-AKT水平比aCSF-ICV组小鼠明显降低,tau磷酸化增加,AGEs含量增高,空间学习记忆能力受损。给予STZ组小鼠和STZ-ICV组小鼠腹腔注射雷帕霉素后,可改善这一现象。3.雷帕霉素通过p70s6/AKT/AMPK/GSK-3β通路减少高糖诱导的SH-SY5Y细胞中tau磷酸化增多:对SH-SY5Y细胞给予高糖处理及抑制剂处理后,我们观察到雷帕霉素可降低高糖处理后引起的tau磷酸化,同时再给予LiCl处理后,可进一步降低tau的磷酸化水平;而同时给予MK2206处理后,会加重tau的磷酸化。无论是LiCl或MK2206的处理,都不再影响由雷帕霉素所抑制的pS2448-mTOR和pT389-p70s6的水平。LiCl处理后,能进一步增加pS9-GSK-3β和pT172-AMPK的水平,不影响pS473-AKT的水平。给予MK2206处理后,可显著抑制pS473-AKT和pS9-GSK-3β的水平,不影响pT172-AMPK的水平。结论:1.给予雷帕霉素抑制mTORC1活性后对糖代谢紊乱小鼠和大脑胰岛素抵抗小鼠的血糖体重无影响,但可使两种小鼠海马胰岛素抵抗状态减轻,AGEs生成减少。2.在糖代谢紊乱小鼠,大脑胰岛素抵抗小鼠和高糖处理的细胞中抑制mTORC1的活性后,可通过反馈调节p70s6/AKT/AMPK/GSK-3β通路以减少tau蛋白的磷酸化。3.mTORC1抑制后可改善由STZ注射诱导的小鼠空间学习记忆能力障碍。背景:阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease,AD）主要病理特征是细胞外Aβ聚集形成的老年斑和细胞内过磷酸化tau蛋白聚集形成的神经元纤维缠结。AD患者脑内有着多种多样的代谢异常,其中包括糖代谢异常,而甲基乙二醛（Methylglgoxal,MG）增多是机体糖代谢异常的重要指标之一,也是AGEs生成增多的重要因素。研究发现MG与AGEs在AD患者脑中的含量都显著增加,且与患者认知功能丧失密切相关。MG与AGEs均可诱导tau的磷酸化增加,炎症增加,加重大脑胰岛素抵抗等等毒副作用,而长期全身性的MG水平增加是否会导致动物脑内tau磷酸化增加还不清楚。AMPK是一种调控能量代谢的激酶,其活性增加可改善小鼠的学习记忆能力,降低炎症,改善BBB的损伤。因此在MG作用下AMPK是否因为发生糖化从而失去功能,加重小鼠的学习记忆损伤和脑内炎症亟待研究。目的:1.长期给予C57BL/6小鼠MG,建立MG诱导的AD样的小鼠模型2.探索长期全身性的MG诱导AD样病变的分子机制:1)MG是否会损伤小鼠学习记忆能力和诱导tau磷酸化。2)MG对能量感受分子AMPK功能的影响和机制。3)MG是否会加重小鼠脑内炎症。方法:将雄性2月龄C57小鼠随机分为两组:NS组,连续28天腹腔注射溶剂对照;MG组,连续28天腹腔注射MG 60 mg/kg,注射完成后,分别记录两组小鼠的旷场行为学,高架十字迷宫行为学和Morris水迷宫行为学成绩分析小鼠的情绪状态和空间学习记忆能力。使用Western blotting,Dot blotting检测小鼠海马中tau蛋白,AMPK和AGEs的水平,使用RT-PCR技术检测小鼠海马中炎症因子的表达情况,使用免疫组织化学染色和免疫荧光染色技术分析小鼠脑内胶质细胞的状态,血脑屏障的完整性和获得性免疫系统的参与情况,使用CO-IP技术检测小鼠海马内AMPK的糖化程度。使用MG浓度梯度（0 mM,0.5 mM,1 mM,2.5 mM）处理BV2细胞后,使用RT-PCR技术和Western blotting检测BV2细胞炎症因子和AMPK/STAT1通路的表达情况。结果:1.比较NS组和MG组小鼠的行为学结果发现,在旷场实验中MG组小鼠在箱子中心的停留时间高于NS组小鼠,角落停留时间无差异;在高架十字迷宫检测中两组小鼠在开臂和闭臂中的停留时间均无差异;在水迷宫检测中MG组小鼠出现空间学习记忆的损伤。同时,MG组小鼠海马内tau磷酸化水平显著高于NS组小鼠。2.MG组小鼠较NS组小鼠海马内AMPK活性依赖的磷酸化位点Thr172的磷酸化水平降低,AGEs水平增加,AMPK与AGEs的结合增加。3.MG组小鼠海马内促炎因子IL-6 mRNA增加,抗炎因子TGF-β1 mRNA减少,小胶质细胞胞体增大,分支长度减少,分支端点减少,小胶质细胞激活,星形胶质细胞无变化,而使用MG浓度梯度处理BV2细胞后,可观察到MG在2.5 mM浓度时增加BV2细胞内IL-6的mRNA水平,降低AMPK的活性以及激活转录因子STAT1。且MG组小鼠脑内Occludin和IgG外渗,血脑屏障出现损伤,海马区域和皮质处都观察到了CD8+T细胞阳性着色,无CD4+T细胞,外周免疫细胞对脑实质浸润。结论:1.MG可导致小鼠空间学习记忆能力损伤,海马中发生AD样病变。2.MG诱导小鼠海马内AMPK活性降低,AGEs的含量增加,AMPK发生糖化。3.MG诱导小鼠海马内炎症因子含量增加,小胶质细胞激活,血脑屏障损伤,外周免疫细胞浸润脑实质。