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随着现代社会高节奏、高压力的生活趋势,抑郁症发病率呈逐年上升趋势。迄今,抑郁症的发病机制尚不明确,抗抑郁药治疗效果仍有部分不明显,因此,研究和发现抑郁症的生物标记物及抗抑郁治疗的新靶点,从天然植物中开发具有良好抗抑郁作用的药物成为研究的热点。前期研究发现,天然植物提取物豆腐果苷(helicid)具有一定的实验性抗抑郁作用,本研究采用慢性不可预知性温和应激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)大鼠抑郁模型,探讨豆腐果苷的抗抑郁作用,基于转录组测序研究豆腐果苷对模型大鼠海马组织差异基因表达、信号通路等影响,探索豆腐果苷对HPA轴功能、细胞因子、单胺类神经递质及相关信号转导通路的影响,并从细胞水平验证豆腐果苷对相关基因功能的影响,主要结果如下:1、孤养及慢性不可预见性温和应激6周后,大鼠体质量增长减慢(p<0.001),蔗糖偏嗜度下降(p<0.001);旷场实验中大鼠运动总距离下降(p<0.001),穿越格数及站立次数亦减少(p<0.05,p<0.001);强迫游泳的不动时间显著增加(p<0.01),表明CUMS可使大鼠体重减轻,食欲减退,快感缺乏,自发活动、探索行为明显减少,绝望程度增加,提示CUMS模型造模成功。当连续6周给予豆腐果苷(32、16、8 mg/kg)和氟西汀5 mg/kg时,发现氟西汀组和豆腐果苷组(32、16 mg/kg)大鼠体质量显著增加(p<0.001),蔗糖偏嗜度显著升高(p<0.001,p<0.001,p<0.05),快感有所恢复;慢性应激+盐酸氟西汀组及慢性应激+豆腐果苷组(32 mg/kg)大鼠运动总距离均有明显增高(p<0.05),慢性应激+盐酸氟西汀组及慢性应激+豆腐果苷组(32 mg/kg、16 mg/kg)组大鼠穿越格数均有明显增高(p<0.05,p<0.01,p<0.001),慢性应激+盐酸氟西汀组及慢性应激+豆腐果苷组(32 mg/kg)组大鼠站立次数均有明显增高(p<0.05,p<0.01);慢性应激+盐酸氟西汀组及慢性应激+豆腐果苷组(32 mg/kg)大鼠不动时间明显减少(p<0.001,p<0.05),表明豆腐果苷可显著改善CUMS模型大鼠的抑郁样表现,提示其具有良好的抗抑郁作用。2、实验大鼠海马组织转录组测序发现,正常组_VS_慢性应激模型组显著上、下调差异表达基因分别是90个和117个;KEGG分析显示,差异表达基因主要富集在5-HT能神经元通路,神经营养因子通路,细胞增殖、分化、凋亡、炎症及免疫功能调节等信号通路,如TNF signaling pathway、PI3K-Akt signaling pathway、Neuroactive ligand-receptor interaction、MAPK signaling pathway、JAK-STAT signaling pathway、Cytokine-cytokine receptor interaction、Antigen processing and presentation等均为与抑郁症发病相关的经典通路。正常组_VS_慢性应激模型组∩慢性应激+豆腐果苷组_VS_慢性应激模型组显示有13个上调、27个下调的差异表达基因重叠,q RT-PCR验证发现豆腐果苷可以显著下调在慢性应激模型组中高表达的ARSI、PNOC、NCALD基因;共同参与Cytokine-cytokine receptor interaction、Neuroactive ligand-receptor interaction、Antigen processing and presentation等信号通路,提示了豆腐果苷抗抑郁作用可能涉及的基因及信号通路。盐酸氟西汀可通过调节免疫系统功能发挥抗抑郁作用,如HTLV-I infection、Antigen processing and presentation、Autoimmune thyroid disease等信号通路。3、体内实验验证转录组学研究结果显示,慢性应激+豆腐果苷组(32 mg/kg)及慢性应激+盐酸氟西汀组(5 mg/kg)大鼠血清中皮质醇(cortisol,CORT)水平降低(p<0.05,p<0.01);慢性应激+豆腐果苷组(32 mg/kg)组大鼠海马组织肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α和白细胞介素(interleukin,IL)-6、IL-1β的表达降低(p<0.05,p<0.01,p<0.05),慢性应激+豆腐果苷组(16 mg/kg)IL-6水平降低(p<0.05),慢性应激+盐酸氟西汀组(5 mg/kg)TNF-α、IL-6、IL-1β水平明显降低(p<0.01,p<0.001,p<0.01);慢性应激+豆腐果苷组(32 mg/kg)及慢性应激+盐酸氟西汀组(5 mg/kg)5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)水平明显升高(p<0.01,p<0.001),慢性应激+豆腐果苷组(32 mg/kg)5-HT1A受体的含量上升(p<0.05);慢性应激+豆腐果苷组(32 mg/kg)磷酸化细胞外信号调节激酶(p-extracellular signal-regulated kinase,p-ERK)1/2/ERK1/2、磷酸化环磷腺苷效应元件结合蛋白(p-c AMP response element binding protein,p-CREB)/CREB和脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)的表达上调(p<0.001,p<0.01,p<0.01),慢性应激+盐酸氟西汀组(5 mg/kg)p-ERK1/2/ERK1/2、p-CREB/CREB、BDNF表达显著上调(p<0.001,p<0.001,p<0.001)。研究结果提示,豆腐果苷可抑制下丘脑-垂体-肾上腺(hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA)轴功能的过度亢进,下调炎性细胞因子的表达,提高单胺类递质及其受体,其作用与神经营养因子有关,且可通过ERK-CREB-BDNF信号通路发挥作用。结果与转录组结果吻合。4、体外实验探索NCALD基因功能发现,LPS诱导C6细胞炎症模型中,ROS、GFAP、i NOS、COX-2(p<0.01)及细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6(p<0.001)高表达,GDNF、p-ERK、p-AKT(p<0.01)低表达,si RNA沉默NCALD基因能明显逆转,表明NCALD基因可能通过氧化应激、神经营养因子、细胞因子表达参与细胞炎症反应;豆腐果苷能降低NCALD基因的表达,并能明显降低ROS、GFAP、i NOS、COX-2(p<0.01)及细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6(p<0.01)的表达,并提高GDNF、p-ERK、p-AKT(p<0.05)的表达,过表达NCALD基因能明显逆转豆腐果苷的作用,说明豆腐果苷对细胞炎症反应具有保护作用,该作用与NCALD基因有关。本研究发现豆腐果苷可显著改善CUMS模型大鼠的抑郁样表现,其作用机制涉及提高单胺类神经递质及受体的含量,下调炎性细胞因子的表达及通过ERK-CREB-BDNF信号通路发挥作用等;体外实验证实了NCALD基因参与细胞炎症反应,豆腐果苷通过抑制NCALD基因功能发挥细胞炎症反应的保护作用。本研究首次将豆腐果苷作为抗抑郁药进行系统研究,将为扩大豆腐果苷临床适应证提供可靠的药理学依据,也更加丰富了天然抗抑郁药物的研究基础。