天麻素對CUMS大鼠抑郁樣行為及學習記憶功能的影響

曲思靜,汪萌芽

(皖南醫(yī)學院 細胞電生理研究室,安徽 蕪湖 241002)

抑郁癥是一種主要表現(xiàn)為情緒低落、思維遲緩、意志活動減退[1]的精神疾病，且往往伴隨著認知功能損傷，常會出現(xiàn)學習記憶能力的下降[2]。舍曲林屬于高選擇性5-羥色胺(5-HT)再攝取抑制劑(SSRIs)，治療抑郁癥效果肯定[3]。天麻素是蘭科植物天麻的干燥塊莖提取物，研究表明天麻素能夠顯著提高5-HT和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)的水平[4]，也可以降低大鼠海馬區(qū)的神經(jīng)元凋亡現(xiàn)象[5]，提示其對抑郁癥的學習記憶功能可能存在潛在的改善作用。本實驗旨在驗證這一推測，并為研究天麻素對抑郁癥模型大鼠學習記憶功能的作用機制奠定實驗基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 動物 清潔級SD雄性大鼠66只，體質(zhì)量150～180 g，由南京青龍山動物繁殖場提供，許可證號：SCXK(蘇)2017-0001。

1.2 試劑和藥物 天麻素購自薩恩化學技術(shù)(上海)有限公司(貨號：E080270，批號：EK210147)。舍曲林購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司(貨號：S129789，批號：E1529110)。

1.3 動物模型制備 慢性不可預(yù)見性溫和應(yīng)激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)造模方法[6]為給予大鼠潮濕墊料，束縛，高溫環(huán)境，禁食禁水，夾尾，足底電擊，傾斜鼠籠，通宵照明，冰水游泳9種應(yīng)激因子，連續(xù)4周，采用隨機數(shù)字法每天1種，每3天內(nèi)的刺激不得重復。

1.4 動物分組 隨機分為正常組(n=10)和造模組(n=56)，造模組造模結(jié)束后，通過行為學指標來檢測造模是否成功，并剔除造模不成功的大鼠7只。之后將造模組隨機分為5組：模型組，生理鹽水組，舍曲林組，天麻素低劑量組(各組n=10)，天麻素高劑量組(n=9)，加上原有的正常組，共6組。

1.5 藥物干預(yù) 舍曲林組注射舍曲林(10 mg/kg，ip，qd)，天麻素低劑量組和天麻素高劑量組注射天麻素(100 mg/kg、200 mg/kg，ip，qd)[7]，生理鹽水組注射等容量生理鹽水，連續(xù)給藥2周。

1.6 體質(zhì)量測量 于每日13時稱量體質(zhì)量。

1.7 行為學檢測

1.7.1 糖水偏好實驗 先糖水飲用訓練，前24 h每籠放2瓶1%的蔗糖水，隨后24 h每籠放1%蔗糖水和自來水各1瓶。禁食禁水15 h后，每籠放1%蔗糖水和自來水各1瓶，持續(xù)8 h，記錄8 h內(nèi)蔗糖水和自來水的飲用量。

1.7.2 曠場實驗 采用50 cm×50 cm×40 cm的箱體，底部平均分為9個正方形。記錄5 min內(nèi)大鼠的水平跨格次數(shù)、垂直站立次數(shù)、修飾次數(shù)。

1.7.3 高架十字迷宮實驗 將大鼠在高架十字迷宮裝置的中央?yún)^(qū)放入，面向開放臂，記錄其5 min內(nèi)進入開放臂和閉合臂的次數(shù)以及開放臂停留時間。

1.7.4 強迫游泳實驗 在預(yù)游泳(15 min)24 h后，記錄大鼠在強迫游泳實驗5 min內(nèi)的累積不動時間。不動指標為大鼠不動或僅一只前爪輕微波動。

1.7.5 Morris水迷宮實驗 采用高50 cm，直徑120 cm的圓形水池，分為四個象限，配有高30 cm，直徑10 cm的逃生平臺。水溫為(25±2)℃。將平臺放置在一象限的1/2弧度、池壁至池中心1/2的位置，水面高于平臺1 cm。實驗時將大鼠提頸面向池壁分別從4個不同象限放入水中。記錄大鼠在60 s內(nèi)找到平臺的時間和在原平臺所在象限活動時間的百分比，若大鼠60 s內(nèi)仍未找到平臺，則引導其登上平臺并停留15 s，此次逃避潛伏期記為60 s。以4個象限的平均值記為當天的逃避潛伏期和靶象限活動時間百分比。連續(xù)測試7天。

2 結(jié)果

2.1 體質(zhì)量結(jié)果 模型組低于正常組(P<0.01)；生理鹽水組與模型組相似(P>0.05)；天麻素高劑量組高于生理鹽水組(P<0.01)；另外，天麻素低劑量組(P<0.05)和天麻素高劑量組(P<0.01)高于舍曲林組。見表1。

表1 各組大鼠體質(zhì)量的比較

組別n體質(zhì)量/g正常組10435.98±26.94模型組10335.35±20.25??生理鹽水組10334.94±24.37??舍曲林組10330.67±16.62??天麻素低劑量組10355.35±34.73??¤天麻素高劑量組9370.22±28.30??##¤¤F23.962P0.000

與正常組相比，**P<0.01；與生理鹽水組相比，##P<0.01；與舍曲林組相比，¤P<0.05，¤¤P<0.01。

2.2 糖水偏好實驗結(jié)果 模型組低于正常組(P<0.01)；生理鹽水組和模型組相似(P>0.05)；舍曲林組、天麻素低劑量組和天麻素高劑量組均高于生理鹽水組(P<0.01)。見表2。

2.3 曠場實驗結(jié)果 模型組的水平跨格次數(shù)(P<0.01)和修飾次數(shù)(P<0.05)均低于正常組；生理鹽水組的水平跨格次數(shù)和修飾次數(shù)與模型組均相似(P>0.05)；與生理鹽水組相比，舍曲林組和天麻素高劑量組的水平跨格次數(shù)增加(P<0.05)，天麻素低劑量組(P<0.05)和天麻素高劑量組(P<0.01)的修飾次數(shù)增加。但各組間的垂直站立次數(shù)差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 各組大鼠糖水偏好實驗和曠場實驗數(shù)據(jù)的比較

組別n糖水偏愛度/%曠場實驗/次水平跨格數(shù)垂直站立數(shù)修飾次數(shù)正常組1073.06±7.3141.90±11.4213.00±8.105.00±3.09模型組1049.43±14.30??20.60±10.91??6.30±3.272.30±1.49?生理鹽水組1054.19±11.58??14.90±15.62??5.10±5.801.10±1.52??舍曲林組1071.15±12.18##29.40±18.54#7.10±6.643.00±2.00天麻素低劑量組1075.99±8.28##27.50±14.83?9.80±7.513.50±2.07#天麻素高劑量組976.67±11.32##30.11±14.01#10.78±7.514.00±3.04##F11.2594.0482.0273.517P0.0000.0030.0900.008

與正常組相比，*P<0.05，**P<0.01；與生理鹽水組相比，#P<0.05，##P<0.01。

2.4 高架十字迷宮實驗結(jié)果 模型組的開放臂進入次數(shù)比例低于正常組(P<0.05)；生理鹽水組的開放臂進入次數(shù)比例和模型組相似(P>0.05)；舍曲林組(P<0.05)和天麻素高劑量組(P<0.01)的開放臂進入次數(shù)比例高于生理鹽水組。而各組大鼠開放臂停留時間比例的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表3。

2.5 強迫游泳實驗結(jié)果 模型組游泳不動時間多于正常組(P<0.05)；生理鹽水組和模型組相似(P>0.05)；舍曲林組和天麻素高劑量組均少于生理鹽水組(P<0.05)。見表3。

表3 各組大鼠高架十字迷宮實驗、強迫游泳實驗數(shù)據(jù)的比較

組別n高架十字迷宮實驗/%開放臂停留時間比例開放臂進入次數(shù)比例游泳不動時間/s正常組1012.31±18.8639.29±22.26132.80±83.47模型組100.49±1.3915.00±25.40?202.60±56.17?生理鹽水組100.93±2.718.33±18.00??215.40±48.33?舍曲林組103.99±4.3530.83±22.92#138.60±78.91#天麻素低劑量組106.96±10.3524.46±22.72161.80±92.00天麻素高劑量組95.38±5.3836.15±23.31##124.56±89.32#F2.1742.8622.460P0.0710.0230.045

與正常組相比，*P<0.05，**P<0.01；與生理鹽水組相比，#P<0.05，##P<0.01。

2.6 Morris水迷宮實驗結(jié)果

2.6.1 逃避潛伏期的比較 測試日間的主效應(yīng)差異有統(tǒng)計學意義(F=36.249，P<0.01)；處理組間主效應(yīng)無統(tǒng)計學意義(F=1.621，P>0.05)；時間和分組的交互作用無統(tǒng)計學意義(F=1.107，P>0.05)。然而在實驗的第3天各組大鼠的逃避潛伏期差異具有統(tǒng)計學意義，舍曲林組(P<0.05)、天麻素低劑量組(P<0.01)、天麻素高劑量組(P<0.05)均短于模型組，但模型組與正常組之間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。對各組大鼠7 d的逃避潛伏期進行比較，結(jié)果顯示各組均有隨著時間下降的趨勢(P<0.05或P<0.01)， 見表4。

2.6.2 靶象限活動時間百分比的比較 測試日間和處理組間均主效應(yīng)差異有統(tǒng)計學意義(F=22.020和5.863，P<0.01)；時間和分組的交互作用有統(tǒng)計學意義(F=2.554，P<0.01)。LSD兩兩比較顯示：模型組低于正常組(P<0.01)；生理鹽水組與模型組相似(P>0.05)；舍曲林組、天麻素低劑量組、天麻素高劑量組均多于模型組和生理鹽水組(P<0.05或P<0.01)。對各組大鼠7天的靶象限活動時間百分比進行比較，結(jié)果顯示，正常組、舍曲林組和天麻素高劑量組有隨著時間增加的趨勢(P<0.01)。見表5。

組別n第1天第2天第3天第4天第5天第6天第7天正常組1024.85±10.6120.08±9.6113.90±8.23aa12.93±9.57aa11.78±9.15aab10.90±8.79aab6.73±2.65aabb模型組1029.18±15.4817.40±8.08a19.75±14.49a14.05±7.02aa10.35±5.37aac12.03±7.75aa10.88±7.48aa生理鹽水組1025.13±11.5416.93±4.88a17.55±14.23a14.03±5.14aa11.83±3.97aa12.05±6.81aa11.30±6.29aa舍曲林組1028.33±7.9114.20±6.34aa10.58±6.90?aa8.35±4.99aab8.40±4.84aab7.33±2.80aabb7.88±4.78aab天麻素低劑量組1019.35±11.1013.93±7.327.65±3.74??aa12.88±8.2512.53±9.839.93±6.23a8.05±6.46aa天麻素高劑量組921.61±8.3518.47±12.478.81±4.44?aabb9.72±8.15aab8.31±3.59aabb8.03±6.03aabb6.86±5.23aabb

與模型組相比，*P<0.05，**P<0.01；與第1天組相比，aP<0.05，aaP<0.01；與第2天組相比，bP<0.05，bbP<0.01；與第3天組相比，cP<0.05。

組別n第1天第2天第3天第4天正常組1037.83±6.4041.98±8.9847.18±12.2539.52±11.58模型組1031.19±6.49?41.82±8.7338.74±11.3536.86±8.03生理鹽水組1033.81±7.3239.32±6.7035.93±5.5633.67±7.93舍曲林組1035.13±7.0741.25±9.9946.47±12.5149.65±11.82?##a天麻素低劑量組1041.92±3.92#47.42±8.7741.77±10.4146.32±13.63#天麻素高劑量組936.69±10.2646.06±11.8848.46±13.2062.48±11.51??##aabbc組別n第5天第6天第7天正常組1056.82±18.74aabdd59.72±16.44aabbcdd61.61±12.88aabbcdd模型組1044.34±8.4637.92±10.10??39.98±12.00??生理鹽水組1038.59±14.63??44.13±7.75?42.04±6.55??舍曲林組1055.23±15.68#aab50.68±14.12a57.00±18.45#aab天麻素低劑量組1049.99±15.3653.04±16.7750.51±20.23天麻素高劑量組963.30±10.90##aabbc65.94±13.97##aabbcc54.84±15.80aa

與正常組相比，*P<0.05，**P<0.01；與生理鹽水組相比，#P<0.05，##P<0.01；與第1天組相比，aP<0.05，aaP<0.01；與第2天組相比，bP<0.05，bbP<0.01；與第3天組相比，cP<0.05，ccP<0.01；與第4天組相比，ddP<0.01。

3 討論

經(jīng)過CUMS造模，大鼠出現(xiàn)了體質(zhì)量增長緩慢、快感缺失、自主行為減弱、焦慮或抑郁情緒增加、絕望程度增高等表現(xiàn)，說明造模成功。生理鹽水組上述指標與模型組均相似，說明藥物注射過程本身對動物的抑郁樣行為無明顯影響。

本研究中，天麻素高劑量能改善抑郁癥大鼠體質(zhì)量增長緩慢的狀況，而舍曲林組體質(zhì)量低于天麻素低、高劑量組，這或許與舍曲林常見的胃腸道不良反應(yīng)有關(guān)。舍曲林、天麻素低、高劑量均能提高大鼠的糖水偏愛度，提示天麻素能改善抑郁癥大鼠的快感缺失癥狀。舍曲林組、天麻素高劑量組的水平跨格次數(shù)以及天麻素低劑量組、天麻素高劑量組的修飾次數(shù)均多于生理鹽水組，提示天麻素可以改善抑郁癥大鼠自主行為減弱的癥狀，緩解大鼠的緊張度。舍曲林、天麻素高劑量可提高大鼠開放臂進入次數(shù)比例并縮短其游泳不動時間，提示天麻素對大鼠的抑郁或焦慮情緒以及絕望狀態(tài)有一定的改善作用。另外，以上行為學實驗結(jié)果表明舍曲林組和天麻素低、高劑量組之間差異均無統(tǒng)計學意義，提示天麻素可能與舍曲林具有類似的效果，且天麻素劑量為200 mg/kg時抗抑郁效果更好，這與孫潤珠等[7]人的研究結(jié)果相一致。有研究發(fā)現(xiàn)天麻素能降低抑郁癥小鼠海馬組織炎性因子TNF-α、IL-6、IL-17、IL-1β水平，增加BDNF的含量[8]，提高血液中5-HT的水平[4]，提示天麻素可能通過抑制炎癥因子和增加BDNF以及5-HT的水平來發(fā)揮抗抑郁作用。

Morris水迷宮實驗中，正常組、舍曲林組、天麻素低劑量組、天麻素高劑量組的靶象限活動時間百分比均高于模型組和生理鹽水組。且實驗的第3天，舍曲林組、天麻素低劑量組、天麻素高劑量組逃避潛伏期均短于模型組，正常組和模型組之間差異無統(tǒng)計學意義，可能與本次實驗中Morris水迷宮實驗檢測時間距離造模結(jié)束的時間太長導致模型有輕微恢復有關(guān)。以上結(jié)果提示天麻素對抑郁癥大鼠的空間學習記憶功能可能具有一定的改善作用。研究證實天麻素可修復海馬CA1區(qū)損害，增強突觸可塑性，起到保護海馬神經(jīng)元的作用，天麻素改善抑郁癥大鼠學習記憶功能的作用機制可能與其對海馬CA1區(qū)神經(jīng)元的保護和突觸可塑性增強有關(guān)[5,9-10]。

綜上所述，本研究通過CUMS造模成功誘導出抑郁癥大鼠模型，進行天麻素干預(yù)后，對抑郁癥大鼠的抑郁樣行為及學習記憶功能均在一定程度上產(chǎn)生了改善作用。但天麻素對于抑郁癥大鼠學習記憶功能的作用及作用機制還有待于進一步的深入探索與研究。