联合抗逆转录病毒疗法（cART）与酒精在糖尿病雄性Sprague Dawley大鼠小脑中的交互作用效应

《Toxicological Research》：Interactive effects of combination antiretroviral therapy (cART) and alcohol on the cerebellum of diabetic male Sprague Dawley rats

　　

摘要：联合抗逆转录病毒疗法（combination antiretroviral therapy, cART）广泛用于HIV感染者的治疗及暴露前预防（pre?exposure prophylaxis, PrEP），其潜在神经毒性已引起关注。cART的致糖尿病（diabetogenic）作用及饮酒习惯使得有必要在糖尿病状态下评估cART的小脑神经毒性。因此，研究人员采用糖尿病雄性Sprague Dawley大鼠模型，评估了cART与酒精在糖尿病条件下对小脑的交互作用影响。48只成年雄性Sprague Dawley大鼠分为8组（n=6）：未处理对照组（NC）、单纯cART组（AV）、单纯酒精组（AL）、糖尿病组（DB）、cART＋酒精组（AVAL）、糖尿病＋cART组（AVDB）、糖尿病＋酒精组（ALDB）及糖尿病＋cART＋酒精组（AVALDB），处理90 d后处死取脑，制备小脑匀浆及切片。小脑标本检测丙二醛（malondialdehyde, MDA）酶联免疫吸附试验（ELISA）、Caspase 3、Bcl2及闭锁小环蛋白（occludin）实时荧光定量聚合酶链反应（quantitative real?time PCR, qPCR），并行吉姆萨（Giemsa）染色组织学观察及Caspase 3与亲环蛋白A（cyclophilin A）免疫组织化学染色。结果显示，所有处理组氧化应激指标MDA及Caspase 3 mRNA均升高，Bergmann胶质细胞及小脑核胶质细胞中Caspase 3免疫组化表达增强，但AV及AVAL处理组中这些细胞的cyclophilin A表达耗竭。AL、DB、AVDB及AVALDB组occludin mRNA下调，胶质细胞cyclophilin A表达升高；而凋亡性Caspase 3表达主要见于糖尿病各组（DB、AVDB、ALDB及AVALDB）的小脑核神经元及浦肯野细胞（Purkinje neuron）。结果表明cART与酒精交互作用可损伤小脑核及皮质胶质细胞，合并糖尿病时则诱发浦肯野细胞及齿状核（dentate nucleus）凋亡并伴有cyclophilin A耗竭。因此，当上述因素共存时，应关注这些对小脑稳态及协调功能至关重要的细胞。

论文解读：联合抗逆转录病毒疗法（cART）与酒精在糖尿病雄性Sprague Dawley大鼠小脑中的交互作用效应

一、研究背景与目的

联合抗逆转录病毒疗法（combination antiretroviral therapy, cART）是HIV/AIDS标准治疗方案，也被用于高危人群暴露前预防（pre?exposure prophylaxis, PrEP）。cART长期使用可能具神经毒性，且部分cART药物可致胰岛素抵抗乃至2型糖尿病（type 2 diabetes, T2D）。酒精滥用的共病现象在HIV高危人群中常见。目前cART对小脑——负责运动协调、平衡及部分认知功能的脑区——的神经毒性在糖尿病并存条件下的交互作用尚不清楚。本研究由Asouzu Johnson J等完成，发表于《Toxicological Research》，旨在以果糖?链脲佐菌素（streptozotocin, STZ）诱导的2型糖尿病雄性Sprague Dawley大鼠为模型，探究cART、酒精单独及联合作用于糖尿病状态下对小脑氧化应激、血脑屏障（blood?brain barrier, BBB）完整性、细胞凋亡及特定神经细胞群的影响。

二、主要关键技术方法概述

研究人员将48只成年雄性Sprague Dawley大鼠分为8组（n=6）：正常对照（NC）、cART单用（AV，人等效剂量Atripla含efavirenz＋emtricitabine＋tenofovir经明胶粒灌胃）、10％ v/v酒精饮水单用（AL）、果糖?STZ诱导糖尿病（DB）、cART＋酒精（AVAL）、糖尿病＋cART（AVDB）、糖尿病＋酒精（ALDB）、糖尿病＋cART＋酒精（AVALDB），干预90 d。处死后取小脑行：（1）MDA比色法ELISA测脂质过氧化；（2）qPCR检测Caspase?3、Bcl₂、occludin mRNA；（3）Giemsa染色行浦肯野细胞（Purkinje cell）、颗粒细胞（granule cell）及齿状小脑核（dentate cerebellar nucleus, DCN）神经元与胶质细胞计数；（4）免疫组织化学检测Caspase 3及cyclophilin A（CyPA / peptidylprolyl isomerase A, PPIA）在皮质Bergmann胶质细胞、颗粒细胞、浦肯野细胞及DCN神经元/胶质细胞的表达定位。数据经Shapiro?Wilks正态性检验后行单因素ANOVA或Kruskal?Wallis检验及事后多重比较。

三、研究结果

Changes in body weight, fasting blood glucose, and water or alcohol intake.

糖尿病组（DB、AVDB、ALDB、AVALDB）空腹血糖显著升高、体重下降、饮水量增加；酒精组无明显高血糖；AVALDB组多饮较DB/AVDB减轻。

Elevated oxidative and apoptotic markers with downregulated junctional markers in rat cerebellar tissue

所有处理组小脑MDA浓度及Caspase?3 mRNA显著上调；occludin mRNA在AV、AL、DB、AVDB、ALDB、AVALDB组下调（AV组尤为显著）；Bcl₂mRNA在AL、DB、AVDB、ALDB、AVALDB组上调，提示代偿性抗凋亡反应；AVDB组MDA升高幅度最大。

Depleted cerebellar cortex cell populations

所有处理组浦肯野细胞密度显著降低（AL、ALDB、AVALDB降幅大于AV/AVAL），颗粒细胞密度亦降低，AVALDB组颗粒细胞减少最明显，伴细胞排列紊乱。

Reduction of cell density in dentate cerebellar nuclei

各处理组DCN神经元密度均显著低于NC；AV、AVAL、AVDB、ALDB、AVALDB组DCN胶质细胞密度显著低于NC。

Increased cyclophilin A expression in Bergmann and granule cells but not in Purkinje cells

AL、DB、AVDB、ALDB、AVALDB组Bergmann胶质细胞及颗粒层cyclophilin A（CypA / cyclophilin A）免疫阳性升高，但AV、AVAL组颗粒层多数细胞CypA不表达；糖尿病各组浦肯野细胞CypA表达缺失。

Elevated Cyclophilin A expression in the cerebellar nuclei neurons and glial

AL、DB、AVDB、ALDB、AVALDB组DCN胶质细胞及DB、AVDB、ALDB、AVALDB组DCN神经元CypA表达升高；AVAL组DCN神经元及胶质细胞CypA耗竭。

Enhanced Caspase 3 expression in the cerebellar cortex granule and Bergmann cells but not Purkinje cells

皮质Bergmann胶质细胞Caspase 3在所有处理组升高（AVALDB低于AVAL）；颗粒层Caspase 3各处理组均高于NC（AVAL最高）；DB、AVDB、ALDB、AVALDB组浦肯野细胞核Caspase 3阳性——此四组以外浦肯野细胞基本无Caspase 3表达。

Elevated Caspase 3 expression in the cerebellar nuclei neurons and glial

DCN胶质细胞Caspase 3各处理组高于NC；DCN神经元Caspase 3在DB、AVDB、AVALDB组显著升高——提示糖尿病背景下神经元发生凋亡，非糖尿病组DCN神经元Caspase 3低表达。

四、讨论与结论总结（翻译浓缩）

cART单用或联合酒精使小脑BBB紧密连接蛋白occludin下调，伴氧化应激（↑MDA）及Bergmann/颗粒/DCN胶质细胞凋亡（↑Caspase 3），但非糖尿病时浦肯野细胞与DCN神经元得以保留；cART ± 酒精使胶质细胞cyclophilin A耗竭。糖尿病状态下，无论是否合并cART与/或酒精，浦肯野细胞及DCN神经元出现Caspase 3依赖性凋亡且cyclophilin A缺失，提示糖尿病使小脑对上述化学损伤敏感化。酒精＋糖尿病组胶质细胞cyclophilin A代偿性升高，但无法阻止神经元丢失。综上，cART与酒精交互损害小脑皮质及核团胶质细胞，合并糖尿病进一步诱导浦肯野细胞与齿状核神经元凋亡伴cyclophilin A耗竭；临床中对接受cART（尤其PrEP）且患糖尿病并常饮酒之个体，应关注小脑相关神经功能监测。

——发表于 Toxicological Research（2026），DOI详见原文。