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抑郁症是当今十大心理疾病之一,据世界卫生组织统计,目前全世界约有超过3.5亿人群患有这种疾病。迄今用于治疗抑郁症的药物通常药效不佳,且有明显的副作用。近几年,大量研究表明肠道微生物失调与抑郁症的发生有着密不可分的关系,而功能性食品或益生元的补充可以重塑肠道菌群,有效缓解抑郁样行为,给抑郁症的治疗提供了新方向。牛磺酸是哺乳动物组织中的游离β氨基酸,介导多种生理功能,包括膜稳定、心肌调节、维持钙稳态、参与维持细胞渗透压、抑制细胞凋亡等。牛磺酸对神经系统也起着重要作用,能够避免其受到损伤,并且促进神经元细胞的增长分化。本课题组前期研究发现牛磺酸具有抗抑郁作用,行为学试验中小鼠的抑郁行为由于牛磺酸的补充而得到扭转,但具体作用机制不清。因此,本研究通过构建两种实验模型,包括慢性不可预知温和应激（Chronic unpredictable mild stress,CUMS）导致的小鼠抑郁模型,和皮质酮（Corticosterone,CORT）诱导分化型PC12细胞损伤模型,从肠脑轴的角度研究牛磺酸的抗抑郁作用机制。具体研究方法和结果如下:1.牛磺酸对CUMS致抑郁小鼠的干预机制研究。采用CUMS抑郁小鼠模型,通过行为学实验确定模型的成立,以及明确牛磺酸对CUMS致小鼠抑郁样行为的改善效果;采用16S rDNA高通量测序法分析不同组别小鼠肠道菌群多样性、物种组成和LEfSe分析等;GC-MS技术分析肠内容物中短链脂肪酸（Short chain fatty acids,SCFAs）的含量;蛋白免疫印迹（Western blot,WB）法研究抑郁相关蛋白表达;斯皮尔曼（Spearman）相关性分析探究抑郁相关指标与肠道菌群的相关性。结果表明:（1）与阴性对照组比较,CUMS模型组小鼠体重呈下降趋势,在悬尾实验（Tail suspension test,TST）和强迫游泳实验（Forced swimming test,FST）中静止不动时间明显增加（P＜0.01）。而牛磺酸各剂量组均显著性改善了由抑郁导致的体重下降（P＜0.01）,缩短了 TST和FST中因抑郁导致的静止不动时间（P＜0.05,P＜0.01）。（2）16S rDNA测序发现,各组动物肠道菌群在α多样性上无显著性差异,β多样性分析显示均显著性分离。在菌群组成上抑郁小鼠的菌落组成发生明显改变,牛磺酸的补充能够品著性逆转 Desulfovibrio、Ruminiclostridium6、Ruminiclostridium、Anaerotruncus和Akkermansia等与抑郁相关菌属的丰度（P＜0.05,P＜0.01）;与 CON组相比,CUMS组小鼠盲肠中丙酸和丁酸显著性下降（P＜0.05,P＜0.01）,牛磺酸的干预可以使乙酸,丙酸和丁酸的含量显著性上升（P＜0.05,P＜0.01）。（3）CUMS诱导的抑郁小鼠海马中PKA、CREB、p-CREB和BDNF的蛋白表达与CON组小鼠相比显著下降（P＜0.05,P＜0.01）;与CUMS组相比,牛磺酸能够显著性上调PKA、p-CREB和BDNF蛋白表达量（P＜0.05,P＜0.01）。（4）Spearman相关性分析发现,与抑郁机制相关的PKA-CREB-BDNF信号通路上PKA、CREB、p-CREB、BDNF等关键蛋白含量的变化与CUMS模型组富集的Desulfovibrio、Anaerotruncus、Lachnoclostridium等菌属呈负相关,与 CUMS 模型组缺乏的Akkermansia和Blautia呈正相关。此外,肠道菌群的菌属变化与五羟色胺,多巴胺等神经递质和内分泌相关激素也存在较强的相关性。2.牛磺酸对皮质酮诱导神经细胞损伤的干预作用机制。通过建立皮质酮诱导的分化型PC12细胞损伤细胞模型,进一步验证牛磺酸对神经细胞的保护作用及可能的分子机制。结果表明:（1）牛磺酸能提高神经细胞的存活率,对抗皮质酮对分化型PC12细胞的毒性作用。当牛磺酸浓度为400 μmol/L时,细胞存活率可提高93.6%,减轻皮质酮导致的PC12细胞乳酸脱氢酶（Lactate dehydrogenase,LDH）释放率的增加,下调幅度为53.5%。（2）Hoechst 33324/PI双染试验发现,牛磺酸可以抑制皮质酮诱导PC12细胞的凋亡和坏死。（3）通过PKA信号阻断剂H89预处理细胞后,发现牛磺酸对皮质酮诱导PC12细胞损伤的保护作用被削弱,细胞存活率提高幅度下降了 62.9%,LDH释放率降低幅度提高了 76.02%;进一步的WB分析表明,PKA蛋白的表达,CREB蛋白的的磷酸化水平和BDNF蛋白的表达均显著性下降（P＜0.05,P＜0.01）,说明PKA信号阻断剂H89消除了牛磺酸对PC12细胞的保护作用和对PKA-CREB-BDNF通路的激活,因此牛磺酸对神经细胞的保护作用与该通路的激活密切相关。结论:牛磺酸有效改善CUMS抑郁小鼠抑郁样症状。体内外实验均表明牛磺酸的抗抑郁机制是通过激活PKA-CREB-BDNF信号通路来发挥作用,通过16S rDNA分析牛磺酸可以改善肠道菌群紊乱,相关性分析说明肠道菌群主要菌属与抑郁指标有强相关性。研究结果为抗抑郁的肠脑轴作用机制提供了证据,也为牛磺酸作为抗抑郁膳食补充剂的开发提供了理论依据。