高血糖斑马鱼中皮质醇水平降低和抗氧化防御机制改变作为系统性应激的生物标志物

本研究利用斑马鱼模型，探究55.5mM蔗糖诱导的高血糖对压力机制的影响。结果显示，高糖组焦虑行为显著增加，皮质醇反应减弱，抗氧化酶活性失衡，为糖尿病相关系统性压力提供了新见解。

　　

摘要

背景/目的

新的研究表明，高血糖（糖尿病的典型特征）不仅与外周代谢功能障碍有关，还会对大脑健康产生不利影响，常常导致抑郁和认知衰退等与压力相关的病理现象。斑马鱼具有特征明确的血管系统和行为评估方法，为研究蔗糖引起的高血糖的影响提供了独特的模型。本研究旨在利用斑马鱼来探讨蔗糖引起的高血糖对2型糖尿病患者应激机制的影响。

方法

雄性斑马鱼被分为两组：对照组和暴露于55.5 mM蔗糖组的实验组。在两周的时间内，两组斑马鱼分别接受了行为测试——新水箱测试（NTT）和明暗测试（LDT）。新水箱测试通过测量斑马鱼在不同垂直区域停留的时间来评估其与焦虑相关的行为；明暗测试则根据斑马鱼在明亮区域和黑暗区域停留的时间来评估其焦虑反应。使用ZebraZoom软件量化了斑马鱼的移动轨迹坐标和尾部运动学数据，以评估其运动能力。同时测量了皮质醇水平以评估下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴的功能。还检测了抗氧化酶（包括超氧化物歧化酶SOD和过氧化氢酶CAT）的活性，以评估氧化应激情况。

结果

结果显示，与对照组相比，暴露于蔗糖的斑马鱼出现了显著的高血糖现象（**p < 0.01），并且行为也发生了变化。具体来说，在新水箱测试中，高血糖组表现出更强的焦虑行为，更多时间停留在水箱的底部区域；在明暗测试中，雄性斑马鱼在黑暗区域停留的时间更长，表明其焦虑程度增加。高血糖组斑马鱼的皮质醇反应明显减弱，表明其应激调节能力受损。此外，SOD活性增强而CAT活性降低，这提示抗氧化防御机制存在失衡。

结论

斑马鱼模型有效模拟了蔗糖引起的高血糖的负面影响，为了解2型糖尿病相关的应激机制提供了宝贵的见解。这些发现表明，高血糖会改变内分泌应激反应和抗氧化系统，可能成为评估“系统性”压力的生物标志物。