《Brain Research》：Effects of tea polyphenols on brain structure and function of hippocampus in aged type 2 diabetes mellitus rats with anxiety and depression-like behavior
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该研究探讨茶多酚（TP）对老年2型糖尿病（T2DM）大鼠脑结构及功能异常的干预作用，通过MRI和分子分析发现TP可改善脑萎缩、血流减少及神经代谢异常，缓解焦虑抑郁样行为，但未恢复白质完整性。
宋欣|吕晨辉|冯文娟|程乐|薛露山|张成|张凯拓|赵海峰|张建新
中国山西省太原市山西医科大学公共卫生学院营养与食品卫生系，营养与食品科学研究所
摘要
目的
本研究旨在利用磁共振成像（MRI）和组织水平的分子分析方法，探讨老年2型糖尿病（T2DM）大鼠海马体结构和功能的变化，以及茶多酚（TP）干预的效果。
方法
将大鼠随机分为六组：对照组、老年组、老年T2DM组、老年T2DM+TP组、老年T2DM+罗格列酮组以及老年T2DM+吡拉西坦组。通过开放场测试、强迫游泳测试和升高十字迷宫实验评估焦虑和抑郁样行为。利用MRI评估大脑结构、血流和神经相关代谢物。同时检测海马体中的神经细胞数量、神经元、小胶质细胞和星形胶质细胞的数量，BDNF/CREB/p-CREB蛋白的表达水平，炎症因子的水平以及髓鞘的完整性。通过皮尔逊相关分析评估行为、细胞和分子变化与MRI指标之间的关系。
结果
老年T2DM大鼠表现出严重的焦虑和抑郁样行为，伴有脑萎缩、血流减少和脑代谢物下降。在微观结构层面，老年T2DM组的海马体神经元数量显著减少，而小胶质细胞和星形胶质细胞数量增加。海马体中的p-CREB和BDNF表达水平降低，炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α的浓度升高，髓鞘完整性受损。TP干预可以缓解焦虑和抑郁样行为，MRI检测到的异常及体外组织病理学分子变化也有所改善（髓鞘完整性除外）。
结论
TP干预减轻了老年T2DM大鼠的大脑结构和功能改变以及焦虑和抑郁样行为。
引言
根据中国国家统计局2020年进行的第七次全国人口普查，60岁及以上的人口占总人口的18.7%（2.604亿），其中约30%患有糖尿病，其中95%为2型糖尿病（T2DM）（Li等人，2020年）。糖尿病会引起广泛的生理变化，需要长期用药和饮食控制，这可能导致焦虑和抑郁，严重影响糖尿病患者的生活质量，并增加社会和医疗负担（Nouwen等人，2010年）。一项包含172,521名参与者（48,808例T2DM）的11项流行病学研究的荟萃分析显示，基线时无抑郁的T2DM患者在随后几年中发生或复发抑郁的风险增加了1.24倍（95%置信区间：1.09–1.40）（Nouwen等人，2010年）。另一项包含10项对照研究的荟萃分析显示，糖尿病患者的抑郁患病率显著高于非糖尿病患者（Ali等人，2006年）。
茶及其主要生物活性成分茶多酚（TP）在改善血糖控制方面显示出潜力，同时具有抗衰老、抗氧化和抗菌作用（Khan和Mukhtar，2013年；Legeay等人，2015年），这引起了人们对TP在治疗T2DM及其相关焦虑和抑郁方面的潜在治疗作用的关注。多项随机对照试验表明，每日饮茶可能改善健康人群和糖尿病高风险人群的口服葡萄糖耐受性，并降低空腹血糖和糖化血红蛋白（HbA1c）水平（Fukino等人，2008年；Brown等人，2009年）。一项针对1,058名日本社区老年人的横断面研究发现，经常饮用绿茶与减少焦虑和抑郁症状有关（Dong等人，2015年）。
目前尚未有研究探讨TP引起的老年T2DM大鼠的脑结构和功能变化。以往的研究仅探讨了TP改善老年2型糖尿病大鼠记忆和焦虑抑郁的机制（Xie等人，2024年；Song等人，2021年），并观察了TP对T2DM大鼠大脑的分子水平影响，但尚未直接观察TP对伴有焦虑和抑郁的T2DM大鼠的大脑结构和神经代谢物的影响。磁共振成像（MRI）可以直接揭示大脑结构和功能的特征性变化，用于抑郁和焦虑的研究（Han等人，2019年），磁共振波谱（MRS）可以对抑郁症患者的神经生化物质进行代谢分析（Kelberman等人，2021年）。这有助于早期发现患者的大脑结构和功能变化。我们旨在探讨MRI在观察TP对伴有焦虑抑郁状态的老年T2DM大鼠的影响方面的作用，希望这能为老年人糖尿病患者的焦虑和抑郁提供新的检测方法，从而提高他们的生活质量。
在本研究中，我们使用磁共振成像（MRI）评估了伴有焦虑和抑郁的老年T2DM大鼠的大脑结构、血流和神经代谢物的变化，进一步的研究基于观察到的大脑结构和功能改变，并将其与MRI成像结果相关联，以探索TP的干预效果。
动物与处理
从中国食品药品监督管理局（北京）获得雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠（300±20克，n=60），许可证编号为SCXK（Jing）2022–0002。动物实验已获得**医院动物实验中心伦理委员会的审查和批准，伦理备案号为2022002，符合动物伦理要求。大鼠在标准实验室条件下饲养，温度为20~26°C。
实验期间各组大鼠的体重和空腹血糖（FBG）水平
所有组之间的初始体重和FBG水平没有显著差异（F（5,54）= 1.061，P = 0.392；F（5,54）= 0.648，P = 0.665）。在干预开始时（15周龄），老年T2DM组和干预组的体重显著低于对照组（P < 0.01）和老年组（P = 0.004）。同时，老年T2DM组和所有干预组的FBG水平显著高于对照组和老年组。
讨论
焦虑和抑郁样状态是常见的心理状况，通常由身体或心理压力触发，导致病理生理变化。大约85%的抑郁症患者伴有明显的焦虑症状，而90%的焦虑症患者会出现抑郁（Tiller，2012年）。焦虑是抑郁症的主要症状，研究表明，糖尿病前期患者的焦虑风险是正常人的三倍，而糖尿病患者的焦虑风险是正常人的两倍。
CRediT作者贡献声明
宋欣：撰写初稿、方法学设计、概念构思。吕晨辉：概念构思。冯文娟：方法学设计。程乐：方法学实施。薛露山：实验研究。张成：数据管理。张凯拓：项目管理。赵海峰：监督、资金筹集。张建新：资源协调、资金筹集。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
我们衷心感谢山西省肿瘤医院/中国医学科学院附属肿瘤医院提供的MRI系统和技术支持。他们在MRI技术方面的宝贵贡献对推进本研究起到了关键作用。
资助支持
本研究得到了中央地方科技发展引导基金（YDZISX20231A056）和山西奖学金研究项目的资助。
