一项发表在《Nature Metabolism》上的研究揭示了IL-10信号在1型糖尿病（T1DM）相关的脑微循环障碍和认知障碍中的致病作用，为治疗糖尿病认知障碍提供了新思路。
研究背景
1型糖尿病（T1DM）是一种自身免疫性疾病，其特征是胰岛β细胞的破坏，导致胰岛素分泌不足。T1DM患者不仅面临血糖控制的挑战，还常常出现多种并发症，包括心血管疾病、肾病和神经病变。其中，糖尿病相关的认知障碍是一个日益受到关注的问题，其机制尚不完全清楚。
研究方法
实验方法：
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体内双光子成像：通过对成年非糖尿病小鼠和经链脲佐菌素（STZ）诱导的1型糖尿病小鼠进行体内双光子成像，观察体感皮层血管，并用荧光微球注射评估不同脑区毛细血管阻塞情况。
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多重细胞因子和趋化因子筛选：对糖尿病小鼠血清进行多重细胞因子和趋化因子筛选，检测特定细胞因子在不同时间点的水平，并在非糖尿病小鼠中注射IL-10或对照白蛋白，观察对毛细血管阻塞的影响。
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IL-10R中和抗体治疗：用IL-10R中和抗体或同型对照抗体处理糖尿病小鼠，或通过AAV介导敲低内皮细胞IL-10受体，观察对毛细血管阻塞的影响，并检测血糖水平。
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行为测试和脑血流测量：对糖尿病小鼠进行IL-10R中和抗体慢性治疗，通过多种行为测试评估认知和感觉运动功能，并用激光多普勒血流仪测量脑血流（CBF）。
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RNA测序和生物信息学分析：对糖尿病小鼠进行IL-10R中和或同型对照抗体治疗，提取脑内皮细胞进行RNA测序和生物信息学分析。
研究结果
1. 糖尿病小鼠大脑微循环易出现停滞：
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实验结果：糖尿病小鼠毛细血管停滞数量增加，主要由红细胞阻塞，多发生在靠近升静脉的毛细血管分支。胰岛素治疗不能完全恢复正常，且与性别无关。
2. 糖尿病小鼠血液中IL-10水平升高与毛细血管阻塞相关：
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实验结果：糖尿病小鼠血清中多种细胞因子升高，其中IL-10在4周和8周时显著升高。静脉注射IL-10可增加非糖尿病小鼠毛细血管阻塞。
3. 抑制IL-10受体信号可缓解糖尿病小鼠毛细血管阻塞：
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实验结果：中和抗体或内皮细胞特异性抑制IL-10受体信号可降低糖尿病小鼠毛细血管阻塞密度，且不影响血糖水平。
4. 中和IL-10信号可改善糖尿病小鼠认知功能：
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实验结果：治疗可减少毛细血管停滞，增加红细胞通量和近端毛细血管分支直径，改善CBF，提高认知功能，但对一般运动或焦虑样行为影响较小。
5. IL-10R抗体治疗影响脑内皮细胞基因表达：
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实验结果：治疗调节了与应激反应、细胞骨架结构和肿瘤发生相关基因的表达，影响了氧化应激、能量代谢、细胞黏附、血小板活化和动脉粥样硬化等相关通路。
研究结论
研究表明，1型糖尿病小鼠大脑毛细血管易停滞，IL-10水平升高与毛细血管阻塞有关，抑制IL-10信号可缓解阻塞、改善认知功能，其机制可能与调节血管张力、细胞黏附蛋白和紧密连接蛋白有关。未来研究可进一步探究IL-10抑制改善胰岛素信号的作用，以及更精确地控制血糖对糖尿病微血管问题的影响。
实验流程
应用情况： 为了研究1型糖尿病（T1DM）对小鼠血清细胞因子水平的影响，作者使用了MSD U-PLEX Biomarker Group 1（mouse）29-Plex面板试剂盒来测量血清中多种细胞因子的浓度，包括IL-1β、IL-2、IL-6、IL-10、干扰素γ诱导蛋白（IP-10）、肿瘤坏死因子（TNFα）、角质细胞趋化因子/趋化因子（C-X-C基序）配体1（KC/CXCL1）、巨噬细胞炎性蛋白-1α（MIP-1α）、MIP-2、MIP-3和MCP-1等。
实验流程：
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样本采集：在实验终点（8周）时，对小鼠进行深度麻醉，采集血液并使其在室温下凝结10分钟，然后在4°C下以1500rpm离心10分钟，收集上清液，将其在液氮中速冻并储存于-80°C。
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样本处理与测定：
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从-80°C冰箱中取出对照组和糖尿病组小鼠的血清样本，使其缓慢解冻。
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根据MSD试剂盒的制造商说明，将血清样本与试剂盒中的试剂进行孵育，以实现对细胞因子的特异性结合。
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将处理后的样本和标准品加入到预先包被有捕获抗体的微孔板中，在室温下孵育一定时间，使细胞因子与捕获抗体结合。
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洗去未结合的物质，加入检测抗体，再次孵育，形成“捕获抗体-细胞因子-检测抗体”的复合物。
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加入化学发光底物，通过测量化学发光信号的强度来确定细胞因子的浓度。信号强度与细胞因子的浓度成正比，可通过与标准曲线比较来定量分析样本中细胞因子的含量。
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数据分析：使用MSD提供的软件（如Discovery Workbench v.4.0）对测量得到的数据进行分析，计算出各种细胞因子在不同组小鼠血清中的浓度，并进行统计比较，以评估糖尿病对细胞因子水平的影响。
