《CNS Neuroscience & Therapeutics》：Multi-Target Mechanisms of the Naofucong in Ameliorating Diabetes-Associated Cognitive Dysfunction via cAMP/PKA/CREB-Mediated Synaptic and Inflammatory Regulation
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本研究通过整合转录组学与代谢组学，首次揭示中药复方脑复聪（NFC）通过激活cAMP/PKA/CREB信号通路，协同调控突触可塑性（PSD-95、SYN、BDNF）与神经炎症（IL-1β、TNF-α、IL-10），发挥改善糖尿病相关认知功能障碍（DACD）的多靶点神经保护作用，为DACD的防治提供了新的实验依据。
脑复聪（NFC）改善糖尿病相关认知功能障碍（DACD）的疗效与机制
研究背景与目的
糖尿病相关认知功能障碍（DACD）是糖尿病一种普遍且致残的中枢神经系统并发症，其患病率随着2型糖尿病（T2DM）的激增而显著上升。DACD以进行性学习和记忆能力下降为特征，其病理机制复杂，涉及胰岛素抵抗、Tau蛋白过度磷酸化、突触可塑性受损以及神经炎症等。目前，针对DACD的治疗策略非常有限，单纯控制血糖对认知功能的改善作用有限，而针对单一靶点（如Aβ或Tau）的疗法在临床试验中屡屡失败。因此，开发多靶点治疗策略迫在眉睫。
脑复聪（NFC）是一种经典的中药复方，由人参、丹参、制何首乌、水蛭、茯苓、黄连、石菖蒲等七味药材组成。前期研究表明NFC具有神经保护潜力，但其全面的药理作用网络尚不明确。本研究旨在通过整合多组学（转录组学与代谢组学）策略结合实验验证，系统性地探究NFC对DACD的治疗效果及其分子机制。
实验设计与方法
研究采用链脲佐菌素（STZ）诱导的DACD大鼠模型。雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为三组：对照组（CON）、糖尿病模型组（DM）和NFC治疗组。NFC组大鼠灌胃给予NFC（22.5 g/kg/天），持续12周。通过莫里斯水迷宫（MWM）评估大鼠的空间学习和记忆能力。实验结束后，收集海马和皮质组织进行后续分析。
研究采用了一系列技术手段来阐明NFC的作用机制：
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组织病理学与免疫荧光： 通过HE染色、尼氏染色和NeuN免疫荧光评估神经元损伤和形态。
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多组学分析： 对海马组织进行转录组测序和代谢组学分析，筛选差异表达基因（DEGs）和差异代谢物，并通过KEGG和GO富集分析识别关键调控通路。
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突触结构与功能评估： 利用透射电镜（TEM）观察突触超微结构；通过高尔基染色分析树突复杂度和树突棘密度及形态；采用Western blot和qPCR检测突触蛋白（PSD-95、SYN）和神经营养因子（BDNF、NGF）的表达。
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神经炎症评估： 通过免疫荧光检测星形胶质细胞（GFAP）和小胶质细胞（Iba1）的活化；利用多重细胞因子检测试剂盒分析海马组织中促炎因子（IL-1β、TNF-α、IFN-γ、IL-6、KC/GRO）和抗炎因子（IL-10、IL-13、IL-4）的水平。
研究结果
1. NFC改善DACD大鼠的认知功能
行为学结果显示，与DM组相比，NFC治疗显著缩短了莫里斯水迷宫测试中的逃避潜伏期，增加了平台穿越次数，并延长了目标象限停留时间，且不影响游泳速度。这表明NFC能够有效改善糖尿病大鼠的空间学习和记忆能力，且这种改善作用独立于运动功能。
2. NFC减轻神经元损伤和病理蛋白积累
组织学分析显示，DM组大鼠海马和皮质神经元排列疏松，出现核固缩和锥体细胞损伤，尼氏体数量减少，神经元密度降低。NFC治疗显著改善了神经元排列，增加了尼氏体数量和神经元密度。Western blot结果显示，DM组大鼠海马组织中APP和磷酸化Tau（P-Tau）蛋白表达水平显著升高，而NFC治疗显著降低了这两种病理蛋白的水平。这些结果表明NFC能够减轻糖尿病诱导的神经元损伤和病理蛋白积累。
3. 多组学整合分析揭示NFC激活cAMP/PKA/CREB通路
转录组学分析发现，NFC处理导致海马组织中258个基因发生差异表达。KEGG富集分析显示，cAMP信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用、神经活性配体-受体相互作用等通路显著富集。代谢组学分析鉴定出171个差异代谢物，KEGG富集分析同样揭示了cAMP信号通路、胆碱能突触、突触囊泡循环等通路的富集。整合分析进一步确认cAMP信号通路是NFC调控的关键通路。Western blot验证实验证实，NFC治疗显著恢复了DM大鼠海马组织中磷酸化PKA（P-PKA）和磷酸化CREB（P-CREB）的水平，表明NFC确实激活了cAMP/PKA/CREB信号通路。
4. NFC通过cAMP/PKA/CREB通路增强突触可塑性
透射电镜观察发现，DM组大鼠海马突触超微结构受损，表现为突触膜不连续、线粒体肿胀、突触间隙增宽和突触囊泡减少。NFC治疗部分恢复了突触的超微结构。高尔基染色结果显示，DM组大鼠树突复杂性降低，树突棘密度减少，特别是成熟型蘑菇状树突棘的比例显著降低。NFC治疗显著增加了树突分支交叉点数量、总树突棘密度以及蘑菇状树突棘的比例。分子水平上，NFC显著上调了海马组织中BDNF、NGF、PSD-95和SYN的mRNA和蛋白表达水平。这些结果共同表明，NFC通过激活cAMP/PKA/CREB通路，修复突触超微结构，增强树突复杂性和树突棘成熟，从而改善突触可塑性。
5. NFC调节神经炎症微环境
免疫荧光结果显示，DM组大鼠海马和皮质中GFAP阳性的星形胶质细胞和Iba1阳性的小胶质细胞被过度激活，表现为细胞肥大和形态改变。NFC治疗显著抑制了胶质细胞的过度活化。细胞因子检测结果显示，DM组大鼠海马组织中促炎因子（IL-1β、TNF-α、IFN-γ、IL-6、KC/GRO）水平显著升高，而抗炎因子（IL-13、IL-10、IL-4）水平显著降低。NFC治疗显著降低了促炎因子水平，同时升高了抗炎因子水平，表明NFC能够重塑神经炎症微环境，恢复神经免疫平衡。
讨论与结论
本研究首次通过整合多组学分析，系统阐明了NFC通过激活cAMP/PKA/CREB信号通路，协同调控突触修复和免疫稳态，从而发挥改善DACD的多靶点神经保护作用。在突触层面，NFC修复了突触超微结构，增强了树突复杂性，增加了成熟蘑菇状树突棘的密度，并上调了突触蛋白（PSD-95、SYN）和神经营养因子（BDNF、NGF）的表达，从而改善了突触可塑性。在免疫层面，NFC抑制了胶质细胞（GFAP+星形胶质细胞、Iba1+小胶质细胞）的异常活化，并通过下调促炎因子（IL-1β、TNF-α、IL-6）和上调抗炎因子（IL-10、IL-4）恢复了神经炎症平衡。值得注意的是，NFC的神经保护作用似乎独立于血糖调节，这为血糖控制良好但仍存在认知障碍的患者提供了潜在的治疗选择。综上所述，本研究为NFC作为DACD的潜在多靶点治疗候选药物提供了实验证据，并揭示了“突触修复-免疫调节”的双重作用机制。
