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随着社会竞争压力的日益提升,许多人的生活节奏处于长期紊乱状态,现代医学研究表明,70%的慢性疾病与长期的慢性应激有关。其中与慢性应激联系密切的抑郁症在我国患病率已达到3-5%,30年间报告的病例暴增10-20倍,目前仍呈明显的上升趋势。因此,慢性应激诱发的抑郁症是摧毁人类健康的强大“杀手”。而目前临床一线的抗抑郁药物依然存在各种缺陷。因此,如何进行膳食干预已成为各界关注的焦点。近年研究表明,抑郁症与肠脑轴5-羟色胺的合成及转运和机体系统炎症有紧密联系。本团队前期研究表明,红笛鲷鱼的蛋白酶解物具有很好的抗炎作用,具有开发成为防治抑郁的特医食品或者保健品的潜力。本研究拟通过酶解红笛鲷鱼肉制备红鱼蛋白酶解物,采用慢性不可预知温和应激建立小鼠抑郁模型,并通过灌胃红鱼蛋白酶解物进行干预,结合多项指标,考察红鱼蛋白酶解物对抑郁样行为的干预作用,并基于微生物-肠-脑轴初步解析红鱼蛋白酶解物的干预途径,为开发红鱼蛋白酶解物抗抑郁产品提供理论支撑。主要研究方法:采用碱性蛋白酶对红鳍笛鲷鱼鱼肉蛋白进行酶解,干燥获得红鱼蛋白酶解物。采用不可预知慢性应激和C57BL/6小鼠建立抑郁动物模型,模型组(Model Control Croup,M)饲养44 d,干预组于造模第15 d开始灌胃红鱼蛋白酶解物低(0.45 g/(Kg mb·d))(Lutjanus sanguineus protease hydrolysates Low dose,Ls L)、中(0.9 g/(Kg mb·d))(Lutjanus sanguineus protease hydrolysates Medium dose,Ls M)、高(1.8 g/(Kg mb·d))(Lutjanus sanguineus protease hydrolysates High dose,Ls H)剂量及深海鱼油(0.72 g/(Kg mb·d)),于第44d结束实验,分别测定行为学指标、肠道组织显微指标、血清脂多糖和炎症因子水平、大脑海马区和肠道组织及粪便中的5-HT水平、粪便中肠道菌群的结构和代谢功能预测,并分析指标间的相关性。主要结果和结论:1、糖水、悬尾、旷场和高架十字迷宫实验结果表明:灌胃红鱼蛋白酶解物能够显著降低模型小鼠摄食总量,增加小鼠体重,缓解抑郁样行为。其中Ls H组的绝望状态时间比M组减少53.8%,中间区域探索时间比M组增加161%,开放臂探索时间比M组增加122%。各项指标均恢复到空白组水平。2、5-羟色胺、脂多糖、炎症因子水平和肠道组织切片结果表明:(1)红鱼蛋白酶解物能够显著提高模型组小鼠大脑海马区和肠道组织5-HT的水平,显著降低粪便中5-HT的含量。Ls H干预后,海马区5-HT含量比M组增加161%,肠道组织增加73%,粪便中5-HT含量比M组降低59.5%,且具有显著性差异。(2)红鱼蛋白酶解物能够显著降低模型小鼠血清中LPS、TNF-α、IL-1β、IL-2和IL-6的水平。Ls H组分别比M组降低62.4%、36.9%、33.7%、25.8%、26.5%,且具有显著性差异。(3)红鱼蛋白酶解物能够有效改善模型小鼠肠道绒毛破裂,隐窝形态变短,黏膜柱状细胞间隙中的杯状细胞含量降低等症状,有效修复肠道屏障。各项指标均恢复到空白组水平。3、肠道菌群结果表明:(1)红鱼蛋白酶解物能够显著改善因慢性应激诱导的OTU数目下降。其中Ls H组总OTU数目比M组增加11.1%,与空白组(Blank Control Group,B)相同OTU数目比M组增加15.3%。(2)红鱼蛋白酶解物能够增加Chao1、Ace指数,并且能够增加干预组与空白组的肠道菌相似度。(3)从门水平组成来看,M组门水平Bacteroidota/Firmicutes(B/F)=1.58,B组B/F=5.38,红鱼蛋白酶解物Ls L组B/F=3.89、Ls M组B/F=3.92、Ls H组B/F=7.77,表明红鱼蛋白酶解物能够调节慢性应激诱导的肠道菌群门水平组成,使其更接近于空白组,结果具有显著性差异。(4)属水平上,红鱼蛋白酶解物能够上调Muribaculaceae、Prevotellaceae_UCG-001的丰度,下调Bacteroides、Lachnospiraceae_NK4A136_group、Parabacteroides等菌群的丰度,并使得其他菌群恢复正常水平,从而改善因慢性应激导致的肠道菌群紊乱。同时通过菌群功能对比发现,M组中短链脂肪酸产生菌大量增加,例如Bacteroides、Lachnospiraceae_NK4A136_group以及Parabacteroides等菌群,均为短链脂肪酸合成菌。各项指标均恢复到空白组水平。4、肠道菌群代谢预测和短链脂肪酸结果表明:(1)基于肠道菌群的代谢预测,Ls能够显著降低M组的肠道菌群短链脂肪酸代谢,使其恢复到正常小鼠水平。(2)通过GC/MS检测结果发现,慢性应激会导致粪便中短链脂肪酸含量显著增加,但是肠道组织中短链脂肪酸含量却显著减少。而红鱼蛋白酶解物的干预可使模型组肠组织和粪便中短链脂肪酸的水平恢复到正常小鼠水平。肠道组织中,Ls H组的乙酸含量比M组增加219.22%,丙酸含量增加166.0%,丁酸含量增加87.8%,结果具有显著性格差异。各项指标均恢复到空白组水平。综合以上结果可以得到如下结论:慢性不可预知温和应激可诱发肠道菌群紊乱引起短链脂肪酸代谢失衡、破坏小鼠肠道黏膜结构、降低肠道组织中5-HT的合成和转运、增加肠道通透性和机体系统炎症水平、降低海马区5-HT水平,导致小鼠抑郁样行为,而红鱼蛋白酶解物能够有效恢复上述变化,改善慢性应激诱发的小鼠抑郁样行为,其效果明显优于鱼油。研究结果可为将红鱼蛋白酶解物开发成为防治抑郁症的特医食品或保健食品提供了理论支撑。