抑郁症（depression）是一种常见的精神障碍,是严重影响人类生活质量和社会经济发展的公共卫生和社会问题。抑郁症的病因及发病机制至今仍不十分明确,目前临床上常用的抗抑郁药多为化学药,患者在服用这些药物的同时,常常伴随着一定的不良反应,且这些药物作用靶点单一,容易产生耐药性。值得关注的是,中药复方通过其所包含的多组分能同时调节疾病网络的多个环节,疗效较高且毒副作用低,适合长期服用,在抑郁症治疗中具有独特优势。栀子豉汤出自《伤寒论》,具有清热除烦,宣发郁热之功效,现代中医临床应用研究表明栀子豉汤对于抑郁症具有良好的调节和改善作用,但其抗抑郁作用机制及药效物质基础尚不明确。课题组前期研究发现栀子豉汤通过肠道菌群-肠-脑轴介导对大脑功能和行为产生影响,从而发挥抗抑郁作用。其中主要化学成分栀子苷,也具有一定的抗抑郁作用,可能是栀子豉汤发挥抗抑郁作用的主要药效物质。基于此,本课题从分子微生物生态学、分子生物学和代谢组学角度,探讨栀子苷对肠道菌群微生物生态的影响,揭示栀子苷干预下的肠道菌群对脑-肠轴不同部位中神经递质水平,炎症细胞因子、脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor,BDNF）的调控机制,从而从分子水平揭示栀子苷通过肠道菌群-肠-脑轴介导的抗抑郁作用机制,明确栀子豉汤药效物质基础,为将肠道菌群作为新靶点筛选抗抑郁中药新药提供思路和借鉴。我们首先采用经典的慢性不可预见性轻度应激（chronic unpredictable mild stress,CUMS）结合单独饲养的方式建立SD大鼠抑郁模型。设置栀子苷低、中、高三个剂量组,以氟西汀为阳性对照,用糖水偏爱实验（sucrose preference test,SPT）、悬尾实验（tail suspension test,TST）和强迫游泳实验（forced swimming test,FST）进行评估,结果显示,栀子苷给药后,抑郁大鼠的糖水偏爱程度均有所升高,且中、高剂量组效果优于低剂量组,中、高剂量组悬尾不动时间和强迫游泳不动时间明显缩短,效果优于氟西汀。这表明中、高剂量的栀子苷可以在一定程度上改善抑郁大鼠的抑郁症状,具有一定的抗抑郁作用。由于中剂量组和高剂量组之间没有显著性差异,因此,后续实验将选择中剂量组进行。经过海马尼氏染色可以发现,模型组大鼠海马CA1区椎体细胞状态异常,而栀子苷和氟西汀给药后可以在一定程度上修复这种损伤,且栀子苷给药的修复效果明显优于氟西汀。结果显示,栀子苷对CUMS诱导的抑郁大鼠行为学和海马组织形态具有一定的改善作用,表明栀子苷是栀子豉汤发挥抗抑郁作用的药效物质。通过对大鼠脑组织的代谢组学分析可以看出,CUMS刺激可使大鼠脑组织内精氨酸和脯氨酸代谢、色氨酸代谢、酪氨酸代谢、初级胆汁酸生物合成以及谷胱甘肽代谢等发生紊乱。而栀子苷给药可以调节CUMS诱导的抑郁大鼠脑组织内色氨酸代谢、鞘脂代谢以及谷胱甘肽代谢。谷胱甘肽（glutathione,GSH）和谷胱甘肽二硫化物（glutathione Disulfide,GSSG）的比值可以反映机体氧化还原平衡状态。基于栀子苷对谷胱甘肽代谢的调节作用,检测了大鼠脑组织中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化氢酶（catalase）、谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase,GR）和谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GPx）的活性以及活性氧（reactive oxygen species,ROS）、GSH和GSSG的含量。结果显示,栀子苷给药后,可以降低抑郁大鼠ROS和GSSG的含量,升高GSH的含量,同时可以提高SOD、GR和GPx的酶活性,提示栀子苷可增强机体的抗氧化能力,通过调节机体的氧化应激来改善抑郁症状。我们发现,栀子苷对脑组织的代谢以及氧化应激反应具有明显的调节作用。然而,由于存在血脑屏障,口服栀子苷的生物利用物较低,难以直接作用于脑部。肠道菌群-肠-脑轴是大脑与胃肠道相互作用的双向调节轴。因此,我们推测栀子苷可能作用于肠道菌群,通过脑-肠轴发挥抗抑郁作用。采用Illumina Miseq高通量测序的方法对各组大鼠盲肠内容物中的微生物进行分析,通过α多样性和β多样性分析对各组大鼠肠道菌群的多样性进行分析,在从门和属两个水平对物种组成进行分析。结果显示,抑郁大鼠肠道菌群多样性减少,菌群结构发生紊乱,栀子苷给药后可以改善CUMS诱导抑郁大鼠盲肠内容物菌群的紊乱。同时,栀子苷可以影响与色氨酸代谢、氧化应激以及炎症相关的肠道菌水平,从色氨酸代谢、氧化应激以及炎症反应方面改善抑郁症状。基于栀子苷对肠道菌群内致炎菌和抗炎菌的作用,对脑-肠轴不同部位的肿瘤坏死因子-α（tumor Necrosis Factor,TNF-α）、白细胞介素-1β（interleukin-1β,IL-1β）、白细胞介素-6（interleukin-6,IL-6）、白细胞介素-10（interleukin-10,IL-10）和BDNF水平进行检测。结果显示,在脑组织、血浆和盲肠中具有相似的变化趋势,栀子苷给药均可以降低CUMS诱导抑郁大鼠促炎因子的水平,升高抗炎因子和BDNF的水平。结果显示,栀子苷可以通过调控肠道菌群介导的脑-肠轴不同部位的促炎因子、抗炎因子和BDNF的紊乱来发挥抗抑郁作用。基于栀子苷对与色氨酸代谢相关的肠道菌群的调节作用,对脑-肠轴不同部位色氨酸代谢进行研究发现,CUMS可上调大鼠体内犬尿氨酸（kynurenine,Kyn）和5-羟吲哚乙酸（5-Hydroxyindoleacetic acid,5-HIAA）的水平,下调5-羟色胺（5-Hydroxytryptamine,5-HT）的水平,减弱色氨酸（tryptophan,Trp）向5-HT代谢,而栀子苷可以回调Kyn、5-HIAA和5-HT的水平,增强Trp向5-HT代谢。并且,脑-肠轴不同部位具有相同的变化趋势。由此可知,栀子苷可以作用于与色氨酸代谢相关的肠道菌群,进而对脑-肠轴不同部位色氨酸代谢进行调节,最终改善抑郁症状。从肠道菌群的角度揭示栀子苷通过脑-肠轴对色氨酸代谢的影响及改善抑郁症状的作用机制。综上所述,本课题研究正常大鼠生理性肠道微生态和抑郁模型大鼠病理性肠道微生态的结构特点,并比较栀子苷给药前后的菌群结构差异,寻找栀子苷抗抑郁作用相关的特异性肠道菌群。将传统药理学、分子生物学及代谢组学方法相结合,揭示栀子苷干预下的肠道菌群对脑-肠轴不同部位中神经递质水平,炎症细胞因子、BDNF的调控机制。分别从代谢组学和分子生物学两个角度揭示栀子苷通过肠道菌群-肠-脑轴介导的抗抑郁作用分子机制,确定栀子豉汤抗抑郁的药效物质基础,为将肠道菌群作为新靶点筛选抗抑郁中药复方提供思路和借鉴。