维格列汀对糖尿病认知障碍患者神经保护作用的研究进展

黄颢子，李丹丹，于彤，汪敏

河南大学淮河医院内分泌科，河南 开封 475000

2型糖尿病（Type 2 Diabetes Mellitus,T2DM）是认知障碍的一个众所周知的危险因素，它会导致空间记忆和学习障碍。而一些抗糖尿病药物对认知障碍的发展有积极的影响，二肽酶4（Dipeptidyl Peptidase-4,DPP-4）抑制剂（如维格列汀）便可能具有神经保护作用。

1 维格列汀神经保护作用的相关动物试验

1.1 维格列汀单药治疗的相关动物试验

T2DM是阿尔茨海默病（Alzheimer's Disease,AD）的一个危险因素［1-4］，且二者之间可能存在发病机制层次上的关联性［5］。Ma等［6］的研究以AD大鼠模型为研究对象，探讨了维格列汀对神经元的潜在保护作用。研究发现，维格列汀治疗可改善AD大鼠模型的海马记忆障碍，减少神经元凋亡。维格列汀治疗后，海马B细胞淋巴瘤2（B Cell Lymphoma 2,Bcl-2）表达增加，海马caspase-3、Bcl-2相关X蛋白和AD相关蛋白表达降低。此外，AD大鼠模型引起的磷酸化蛋白激酶B（phosphorylated (p) Protein Kinase B,p-Akt）、p-糖原合成酶激酶3β（P-glycogen Synthase Kinase 3β,p-GSK 3β）、突触后密度95（Post-synaptic Density 95）和突触素表达的下降被有效逆转。这些结果表明，维格列汀通过减少τ磷酸化，增加海马突触可塑性相关蛋白的表达，对认知功能缺陷有保护作用。而Akt/GSK 3β信号通路的靶向性可能是AD发病的关键机制之一。

Kosaraju等［7］采用脑内注射STZ的方式制作AD大鼠模型，3个月后，口服维格列汀（2.5、5、10 mg/kg）30 d。在治疗过程中，观察了维格列汀对记忆保留的剂量依赖性和时程效应。治疗后处死动物，取脑组织观察维格列汀对海马和皮质GLP-1水平、淀粉样β（Aβ）负荷、τ磷酸化和炎症标志物的影响。动物试验结果显示，记忆保留率呈时间依赖性改善，Aβ、τ磷酸化和炎症标记物呈剂量依赖性衰减，GLP-1水平升高。该研究或可表明，维格列汀也有潜力逆转AD患者的认知功能缺陷和病理改变。

El Batsh等［8］利用链脲佐菌素（Streptozotocin,STZ）诱导T2DM大鼠模型，并将60只大鼠随机等分为两组，一组为正常对照组，另一组为STZ诱导的T2DM组。两组均分为两个亚组，一组口服空白试剂，另一组口服维格列汀8周。研究者取血样测定代谢参数和DPP-IV活性。取脑组织观察炎症和氧化应激标志物丙二醛（Malondialdehyde,MDA）、超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase,SOD）、肿瘤坏死因子-α（Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α）、脑源性神经营养因子（Brain-derived Neurotrophic Factor,BDNF）及核因子κB（Nuclear Factor Kappa B，NF-κB）/p65的相对表达。维格列汀治疗STZ诱导的T2DM大鼠体重增加，纠正了T2DM所致的记忆和学习障碍。此外，维格列汀还能显著降低血清葡萄糖和血脂水平（除高密度脂蛋白外），降低脑组织MDA、TNF-α、血清DPP-IV活性和NF-κB/p65基因表达。另一方面，维格列汀还能显著地提高脑BDNF、SOD和血清胰岛素水平。结果提示，维格列汀可能通过其抗高血糖、抗炎、抗氧化作用以及降低脑NF-κB/p65过度表达，对糖尿病大鼠的代谢异常和记忆障碍具有保护作用。

1.2 维格列汀联合治疗的相关动物试验

1.2.1 维格列汀加达格列净联合治疗的动物试验 达格列净（Dapagliflozin）是治疗T2DM的一种高效、可逆和选择性的钠-葡萄糖共转运蛋白-2抑制剂（Sodium-glucose Co-transporter 2 Inhibitor）［9-11］。Sa-Nguanmoo等［12］为考察达格列净联合维格列汀对肥胖-胰岛素抵抗所致的代谢功能障碍和脑功能障碍的疗效，研究者以雄性Wistar大鼠40只作为动物模型，随机分为正常饮食组（Normal-diet,ND）（n=8）和高脂饮食组（High-fat Diet,HFD）（n=32），研究周期共16周。在第13周，将HFD组大鼠分为4个亚组（n=8），分别服用维格列汀［3 mg/（kg·d）］、达帕曲林［1 mg/（kg·d）］或二者联合用药干预4周。ND组大鼠给药4周，观察脑组织代谢参数和脑功能的变化。结果表明，HFD组大鼠存在肥胖-胰岛素抵抗和认知功能减退。达格列净对改善外周胰岛素敏感性和减轻体重的作用优于维格列汀。两种单药治疗均可改善脑线粒体功能、胰岛素信号、细胞凋亡和预防认知功能下降。然而，只有达格列净能改善海马突触可塑性。与单药治疗相比，联合用药在改善脑胰岛素敏感性和减轻脑氧化应激方面有更大的疗效。这些发现表明，达格列净和维格列汀同样可以防止肥胖-胰岛素抵抗动物模型的认知功能下降，其作用通路可能存在一定的重合。

1.2.2 维格列汀加盐酸美金刚联合治疗的动物试验 美金刚（Memantine）单药治疗可提高AD患者的认知能力和行为能力，并具有良好的耐受性［13-15］。美金刚的主要作用机制被认为是阻断N-甲基-d-天冬氨酸受体(NMDA)受体通道的电流―谷氨酸受体亚家族，与大脑功能广泛相关［16］。Khalaf等［17］为观察维格列汀单药治疗和联合盐酸美金刚治疗T2DM和AD大鼠模型的生化和生理效应，研究者采用75只雄性Wistar大鼠，体重180～200 g，随机分为5组（n=15）：正常组、阿尔茨海默病对照组、维格列汀［10 mg/（kg·d）］组、盐酸美金刚［30 mg/（kg·d）］组、联合用药组。测定血糖、血脂、乙酰胆碱酯酶（Acetylcholinesterase,AChE）、同型半胱氨酸（Homocysteine,Hcy）和淀粉样β肽（Amyloid Beta Peptide,Aβ）。同时，测定脑组织脂质过氧化水平。用Q-PCR法检测脑组织中淀粉样前体蛋白（Amyloid Precursor Protein,APP）的表达，Western印迹法检测脑组织中总蛋白和磷酸化蛋白的表达。维格列汀单药治疗及与盐酸美金刚联合治疗可降低血糖、HOMA-IR、血脂谱、Hcy、苹果酸二酸脱氢酶和乙酰胆碱酯酶，并增加载脂蛋白E的表达。联合维格列汀和盐酸美金刚治疗可降低APP和磷酸化τ蛋白的表达。总之，无论是单独治疗还是联合美金刚治疗，都能调节T2DM大鼠AD相关的生化改变，下调淀粉样前体蛋白和磷酸化τ蛋白的表达。

2 维格列汀神经保护作用的相关临床试验

2.1 维格列汀单药治疗的神经保护作用Borzì等［18］以微型精神状态检查（Mini Mental State Examination,MMSE）评估认知功能障碍。研究者将60例糖尿病老年人分为2组：A组，30例HBA患者。糖化血红蛋白（Glycated Hemoglobin，HbA1c）≤7.5%，二甲双胍单药治疗；B组30例HbA1c＞7.5%，二甲双胍加维列汀联合治疗。结果发现，在基线时2组T2DM患者空腹血糖（Fasting Plasma Glucose，FPG）及HbA1c比较存在显著性差异（P＜0.05）。治疗后MMSE也存在显著性差异（P＜0.001）。A组MMSE评分明显低于B组（P＜0.05），B组HbA1c显著降低（P＜0.01）。研究表明，与二甲双胍组相比，维格列汀加二甲双胍联合治疗可维持MMSE评分，对认知功能有保护作用。

2.2 维格列汀加二甲双胍联合治疗的神经保护作用

Tasci等［19］对10例老年T2DM患者进行的前瞻性和观察性小型试验中，患者服用维格列汀50 mg，每日2次，并服用二甲双胍。所有受试者均进行了详细的临床认知评估和神经心理测试，评估方法包括MMSE和时钟绘制测试（Clock Drawing Test,CDT），以及试验进入时和结束时的功能参数测量。平均随访时间为（10.9±3.7）个月。在这项研究中，没有一位受试者出现明显的不良反应。在二甲双胍联合维格列汀治疗后，T2DM患者MMSE和CDT评分均未出现显著降低的现象。研究表明，经过近一年的随访，T2DM患者呈现出稳定的认知功能表现。

Ates Bulut等［20］对130例T2DM患者进行了回顾性纵向临床试验。患者在6个月间隔内进行两次老年患者综合评估。患者按抗T2DM治疗被分为3组：未治疗对照组（未服用任何降糖药即可使HbA1c达标）、维格列汀（+）组（单用或联合使用）和维格列汀（-）组。T2DM患者平均年龄（75.72±7.46）岁。对照组年龄偏大，体重较轻，女性比例较高（P≤0.01）。在调整性别、年龄、文化程度和代谢状况时，6个月结束时，仅维格列汀（+）组的MMSE检查结果发生了变化。维格列汀还能降低HbA1c和体重（P＜0.05）。所以，在治疗中增加维格列汀联合治疗，改善了老年T2DM患者6个月内的认知功能和代谢控制能力。

3 总结与展望

上述动物试验表明，维格列汀单药或者联合治疗可降低脑组织MDA、TNF-α、血清DPP-IV活性和NF-κB/p65基因表达。另一方面，维格列汀还能显著提高脑BDNF和SOD水平，通过这些抗高血糖、抗炎、抗氧化作用以及降低脑NF-κB/p65过度表达的作用，维格列汀对试验动物模型的代谢异常和记忆障碍具有保护作用。当前，初步的小型临床试验表明，维格列汀单药治疗或维格列汀加二甲双胍联合治疗，可改善了T2DM患者1年内或6个月内的认知功能。未来，更大规模的临床试验将有助于更好地评估维格列汀等DPP-4抑制剂对神经系统的保护作用。