周雪明,尹雅靜,常卓,柳晨玥,鄧賀,梁碧月,譚曾德,隋方宇*
(1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué),黑龍江 哈爾濱 150040;2.北京中醫(yī)藥大學(xué),北京 100029;3.中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所,北京 100700;4.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院,黑龍江 哈爾濱 150040)
抑郁癥是臨床常見的精神疾病之一,主要表現(xiàn)為長期情緒低落和快感缺失等癥狀,根據(jù)世界衛(wèi)生組織的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)字,每年有近80萬抑郁癥患者死于自殺,抑郁癥已經(jīng)成為世界第三大疾病負(fù)擔(dān),并預(yù)測2030年將成為世界第一大疾病負(fù)擔(dān)[1]。基于藏象理論中“肝主疏泄,調(diào)暢情志”的觀點(diǎn),中醫(yī)學(xué)多從“肝”論治情志疾病,包括抑郁癥。逍遙散始載于《太平惠民和劑局方》,具有疏肝健脾之效,對情志疾病的治療具有顯著療效。課題組前期研究發(fā)現(xiàn)逍遙散能降低抑郁癥大鼠海馬組織中的谷氨酸水平,而谷氨酸是介導(dǎo)大部分中樞神經(jīng)興奮性的傳導(dǎo)中樞[2]。N-甲基-D-天門冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)是一類離子型谷氨酸受體,研究表明NMDA受體所觸發(fā)的信號通路中,磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B,PI3K/Akt)信號通路在介導(dǎo)突觸可塑性、參與神經(jīng)發(fā)生、損傷后修復(fù)等過程發(fā)揮重要作用[3]。本研究選用慢性不可預(yù)知溫和應(yīng)激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)法誘導(dǎo)建立抑郁大鼠模型,探討逍遙散對谷氨酸和PI3K/Akt信號通路的調(diào)節(jié)作用。
實(shí)驗(yàn)用SD雄性大鼠100只,體質(zhì)量(200±20)g,于北京中醫(yī)藥大學(xué)SPF級動物實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行飼養(yǎng),溫度(20±1)℃,相對濕度(60±10)%,每日12 h光/暗周期,自由攝食飲水,適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)動物均購于北京維通利華實(shí)驗(yàn)動物技術(shù)有限公司,動物合格證號SCXK(京)2016-0038。本實(shí)驗(yàn)已通過北京中醫(yī)藥大學(xué)動物倫理委員會批準(zhǔn)(BUCM-4-2017051015-2015)。
逍遙散由柴胡、白芍、當(dāng)歸、炒白術(shù)、茯苓、炙甘草、薄荷、生姜組成,按照藥物比例5∶5∶5∶5∶5∶4∶1∶5進(jìn)行配比調(diào)制。藥物飲片購自北京同仁堂(毫州)飲片有限責(zé)任公司,由九芝堂股份有限公司按照《中國藥典2015年版》的流程進(jìn)行制備,放入4 ℃冰箱備用;鹽酸氟西汀分散片(百憂解,法國Lilly公司,批號9492AA)。
酶標(biāo)儀(Biotek,型號Epoch2);實(shí)時熒光定量PCR儀(Bio-Red,型號CFX96);梯度PCR儀(Bio-Red,型號T100);大鼠腦切片模具(Zivic Instrument,BSRAS001-1);凝膠成像儀(Bio-Red)等。
將100只雄性大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d,稱量后剔除體質(zhì)量增長速度緩慢、過快的大鼠,曠場實(shí)驗(yàn)后剔除過于安靜、活躍的大鼠,余下大鼠按照體質(zhì)量進(jìn)行標(biāo)號,根據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法分為正常組、模型組、逍遙散組和氟西汀組。除正常組外的各組進(jìn)行CUMS抑郁大鼠模型的制備:①24 h禁水,②24 h禁食,③45 ℃熱烘5 min,④24 h潮濕墊料,⑤45°籠具傾斜17 h,⑥17 h白噪聲,⑦24 h晝夜顛倒,⑧1 min夾尾,⑨3 h行為限制。上述刺激方式隨機(jī)于21 d內(nèi)每日選取1種,并連續(xù)2 d內(nèi)不采用相同的刺激方式。每日觀察大鼠的活動、進(jìn)食情況、對刺激的應(yīng)激反應(yīng),為造模成功標(biāo)準(zhǔn)提供參考。造模成功后,不同組別予以不同給藥方案灌胃:逍遙散組(逍遙散生藥2.224 g·kg-1d-1)、氟西汀組(氟西汀生藥2 mg·kg-1·d-1)、模型組(與逍遙散組等體積雙蒸水)、正常組(與逍遙散組等體積雙蒸水)灌胃。連續(xù)3周灌胃后(給藥過程中仍進(jìn)行CUMS刺激,操作方法與上述造模方法相同),通過體質(zhì)量檢測、行為學(xué)檢測(糖水偏嗜實(shí)驗(yàn)、曠場實(shí)驗(yàn))對各組大鼠進(jìn)行評估。
于造模前一天、造模成功后和給藥結(jié)束后進(jìn)行SFT。實(shí)驗(yàn)開始前72 h對大鼠進(jìn)行適應(yīng)性訓(xùn)練。第1日每籠放置2個外觀、體積相同并均裝有1%的蔗糖水的水瓶,第2日將其中一瓶糖水換為等體積雙蒸水。禁食、水24 h后給予每只大鼠相同外觀、體積的1%蔗糖水和雙蒸水,1 h后取走水瓶并稱重。根據(jù)公式“糖水偏嗜率(%)=糖水?dāng)z入量/(糖水?dāng)z入量+普通水?dāng)z入量)×100%”計(jì)算各組大鼠的糖水偏嗜率,可反映大鼠快感缺失的程度。
于造模成功后、給藥結(jié)束后進(jìn)行OFT。將大鼠放置于一個正上方帶有高清攝像頭,體積為100 cm×100 cm×50 cm的黑色敞箱中,攝像頭可拍攝大鼠在曠場箱中自由探索5 min的軌跡視頻。每只大鼠探索結(jié)束后,用75%的乙醇清洗底部和四周。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,視頻用Etho Vision 3.0軟件分析計(jì)算大鼠在中央?yún)^(qū)停留時間和總的運(yùn)動距離,可評估大鼠的行為活動。
于實(shí)驗(yàn)第0天(實(shí)驗(yàn)前),實(shí)驗(yàn)1周、2周、3周(造模成功后)、4周、5周、6周(給藥結(jié)束后)分別對各組大鼠進(jìn)行稱體質(zhì)量并記錄。
于實(shí)驗(yàn)開始后,監(jiān)測各組每日、每周(連續(xù)6周)的攝食量。每日攝食量=給予食量-剩余食量,每周攝食量=每周給予攝食量-每周剩余食量。
行為學(xué)檢測結(jié)束后處死各組大鼠,留取海馬組織。將海馬組織塊清洗后加入PBS,使用超聲破碎儀將海馬組織勻漿,勻漿液離心(5 000 r/min,5 min)后留取上清液進(jìn)行檢測。NE 稀釋為400、200、100、50、25 pg/mL,5-HT稀釋為240、120、60、30、15 pg/mL。余步驟按照ELISA試劑盒說明書進(jìn)行操作。
根據(jù)相關(guān)參數(shù)繪制枯水期煤電機(jī)組需求曲線,其中橫軸代表非強(qiáng)制容量,縱軸代表非強(qiáng)制容量價格。根據(jù)相關(guān)參數(shù)確定A、B兩個點(diǎn),然后A點(diǎn)與X軸平行畫一條線,B點(diǎn)與縱軸平行畫一條線,連接A、B即得出可靠性備用需求曲線如圖4所示。其中目標(biāo)容量水平在A點(diǎn)。其中A點(diǎn)為當(dāng)年枯水期煤電必開機(jī)組的容量和固定成本,B點(diǎn)為可用機(jī)組的容量和可用機(jī)組的維持成本。
行為學(xué)檢測結(jié)束后處死各組大鼠,冰面取腦后用成年大鼠腦切片模具將腦組織切片(厚度1.0 mm),在解剖顯微鏡下取海馬CA1區(qū)組織,凍存于-80 ℃低溫冰箱中。取15 mg海馬CA1區(qū)組織加入PBS,超聲裂解樣本后離心(14 000 r/min,10 min)取上清液,凍存于-80 ℃低溫冰箱中待測。配制600 μL 2.5 mmol/L谷氨酸預(yù)混合溶液Premix,稀釋后轉(zhuǎn)移至透明底的96孔板孔中。每孔加入不同工作液后,記OD值檢測,最后根據(jù)公式計(jì)算谷氨酸實(shí)際濃度。
取適量海馬CA1區(qū)組織加入Trizol研磨后提取總 RNA,測定RNA濃度及純度后合成cDNA。以反應(yīng)條件95 ℃預(yù)變性10 min,95 ℃變性15 s,60 ℃退火60 s,40個循環(huán)進(jìn)行RT-PCR檢測,所得CT值采用2-ΔΔCT法進(jìn)行計(jì)算。PCR引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成,見表1。
表1 RT-PCR引物序列
取100 mg海馬CA1區(qū)組織加500 μL RIPA蛋白裂解液,用超聲破碎勻漿后離心(12 000 r/min,15 min)取上清液待測。以12 000 r/min的轉(zhuǎn)速4 ℃離心15 min。留取總蛋白后根據(jù)BCA法檢測總蛋白的濃度,計(jì)算蛋白的上樣量。SDS-PAGE電泳,轉(zhuǎn)膜放入5% BSA的平皿中,室溫封閉2h。轉(zhuǎn)移至用5%脫脂奶粉稀釋的一抗PI3K(1∶3 000)、Akt(1∶1 000)、P-AKT(1∶4 000)、NR2B(1∶1 000)和β-actin(1∶5 000)多克隆抗體中,4 ℃過夜孵育。TBST清洗3次后將膜加入辣根酶標(biāo)記的山羊抗兔的二抗(1∶5 000),室溫2 h孵育。TBST洗3次,TBS洗1次。在ChemiDoc MP Imaging System成像儀中用高靈敏度化學(xué)發(fā)光顯色試劑盒進(jìn)行化學(xué)發(fā)光反應(yīng)并拍照保存。用Image J 2.0軟件進(jìn)行各條帶灰度值分析,目標(biāo)蛋白的相對含量以目標(biāo)蛋白/β-actin蛋白灰度值的比值作為統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
3.1.1 曠場實(shí)驗(yàn)
6周CUMS造模和給藥后各組大鼠OFT實(shí)驗(yàn)運(yùn)動軌跡發(fā)生改變,見圖1。6周CUMS造模改變了大鼠在曠場實(shí)驗(yàn)的中央?yún)^(qū)停留時間和運(yùn)動總距離,見表2。模型組與正常組比較中央?yún)^(qū)停留時間減少,有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。逍遙散組、氟西汀組大鼠在中央?yún)^(qū)停留時間多于模型組,和模型組比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。模型組大鼠運(yùn)動總距離短于正常組,和正常組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。逍遙散組、氟西汀組大鼠在中央?yún)^(qū)停留時間多于模型組,與模型組比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
圖1 各組大鼠OFT實(shí)驗(yàn)運(yùn)動軌跡圖
表2 各組大鼠中央?yún)^(qū)停留時間和運(yùn)動總距離
3.1.2 糖水消耗實(shí)驗(yàn)
第0、21和41日進(jìn)行了SPT,見表3。4組大鼠的基線蔗糖偏好率沒有顯著差異。CUMS造模3周后,模型組、逍遙散組、氟西汀組的大鼠蔗糖偏好率明顯低于正常組,各組與正常組比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。給藥3周后,糖水消耗實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)模型組大鼠蔗糖偏好率低于正常組,與正常組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。經(jīng)過逍遙散、氟西汀3周的治療后,逍遙散組、氟西汀組大鼠的糖水消耗量高于模型組(P<0.05)。
表3 各組大鼠0、3、6周糖水消耗試驗(yàn)中糖水偏好
3.2.1 大鼠攝食量監(jiān)測結(jié)果
實(shí)驗(yàn)初,各組間大鼠攝食量比較沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。模型組大鼠第3周到第6周的攝食量均少于正常組,與正常組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。而逍遙散組、氟西汀組大鼠攝食量在造模前3周,與模型組比較沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。藥物干預(yù)3周后,逍遙散組、氟西汀組大鼠攝食量較模型組增加,各組與模型組比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表4。
表4 各組大鼠攝食量變化
3.2.2 大鼠體質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果
實(shí)驗(yàn)初,4組大鼠體質(zhì)量比較沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),但整個應(yīng)激期,各組接受CUMS大鼠的體質(zhì)量均受到了影響,見表5。各組模型大鼠體質(zhì)量從第1周開始即低于正常組,與正常組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。而治療3周后逍遙散組、氟西汀組大鼠體質(zhì)量與模型組比較均有明顯升高,與模型組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
表5 各組大鼠體質(zhì)量變化
模型組大鼠海馬組織5-HT和NE的水平較正常組下降(P<0.05),經(jīng)逍遙散、氟西汀治療了3周后,顯著逆轉(zhuǎn)了上述變化(P<0.05)。見表6。
表6 各組大鼠海馬5-HT、NE表達(dá)情況
各組接受CUMS造模的大鼠海馬CA1區(qū)谷氨酸水平均有不同程度的升高,各組與正常組比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。逍遙散、氟西汀組谷氨酸水平較模型組降低,顯著逆轉(zhuǎn)了上述變化(P<0.05)。與正常組相比,模型組大鼠海馬CA1區(qū)谷氨酸水平升高(P<0.05)。見表7。
表7 各組大鼠海馬CA1區(qū)谷氨酸水平
RT-qPCR檢測NR2BmRNA水平。模型組大鼠海馬CA1區(qū)NR2B水平均低于正常組(P<0.05)。而逍遙散、氟西汀治療3周后,大鼠海馬CA1區(qū)NR2B水平與模型組比較顯著升高(P<0.05)。見表8。
Western blot檢測NR2B相對表達(dá)量。模型組大鼠海馬CA1區(qū)NR2B的陽性表達(dá)低于正常組(P<0.05)。經(jīng)過逍遙散、氟西汀治療3周后,抑郁模型大鼠海馬CA1區(qū)NR2B陽性表達(dá)顯著升高(P<0.05)。見表8和圖2。
表8 各組大鼠海馬CA1區(qū)NR2B的表達(dá)
圖2 NR2B蛋白表達(dá)
3.6.1 逍遙散對抑郁模型大鼠海馬CA1區(qū)PI3K表達(dá)的影響
RT-qPCR檢測大鼠海馬CA1區(qū)PI3KmRNA水平。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示模型組、大鼠海馬CA1區(qū)PI3KmRNA水平低于正常組(P<0.05)。經(jīng)過逍遙散、氟西汀治療3周后,大鼠海馬CA1區(qū)的PI3K水平明顯增高,與模型組比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表9。
Western blot檢測大鼠海馬CA1區(qū)PI3K蛋白相對表達(dá)量。模型組大鼠海馬CA1區(qū)PI3K的表達(dá)低于正常組(P<0.05)。逍遙散、氟西汀治療3周后,抑郁模型大鼠海馬CA1區(qū)PI3K表達(dá)明顯增加(P<0.05)。見表9和圖3。
表9 各組大鼠海馬CA1區(qū)PI3K的基因和蛋白表達(dá)水平
圖3 PI3K蛋白表達(dá)
3.6.2 逍遙散對抑郁模型大鼠海馬CA1區(qū)P-AKT表達(dá)的作用
Western Blot檢測結(jié)果顯示大鼠海馬CA1區(qū)P-AKT/Akt比值在模型組低于正常組(P<0.05)。逍遙散、氟西汀治療3周后,抑郁模型大鼠海馬P-AKT/Akt比值表達(dá)明顯增加(P<0.05)。見表10和圖4。
表10 各組大鼠海馬CA1區(qū)P-AKT/Akt的相對表達(dá)情況
圖4 P-AKT/Akt 蛋白表達(dá)
抑郁癥屬于中醫(yī)“郁證”范疇,其癥狀表現(xiàn)與中醫(yī)學(xué)中癲狂、百合病、邪哭、臟躁、驚悸、奔豚氣等病癥的證候表現(xiàn)均有符合,長期以來也是中醫(yī)學(xué)治療的優(yōu)勢病種之一。中醫(yī)學(xué)對抑郁癥的治療多從“肝”論治,其理論基礎(chǔ)源于藏象理論中的“肝主疏泄”,其中“疏泄情志”是其重要的體現(xiàn)。而情志不暢反之又會使“肝失疏泄”,進(jìn)一步引起“肝郁乘脾”,從而出現(xiàn)肝郁脾虛的證候,故對于抑郁癥的治療應(yīng)在“疏肝”的基礎(chǔ)上,酌以“健脾”。逍遙散是從古至今治療“郁癥”的常用基礎(chǔ)方藥,全方由柴胡、當(dāng)歸、白芍、白術(shù)、茯苓、薄荷、甘草和生姜組成,以疏肝為主,兼以健脾養(yǎng)血,共奏疏肝解郁之功效?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究也不斷地證明其在抑郁癥治療方面的顯著療效[4-6],本課題組在前期研究中也證實(shí)了逍遙散的體內(nèi)干預(yù)可顯著降低漢密爾頓抑郁量表(HAMD)及抑郁癥患者自評抑郁量表(SDS)得分[7],本研究則在此基礎(chǔ)上采用國際公認(rèn)的CUMS方法構(gòu)建抑郁癥動物模型[8],進(jìn)一步對逍遙散治療抑郁癥的作用機(jī)制進(jìn)行了深入探究。
抑郁癥的發(fā)生與神經(jīng)系統(tǒng)疾病密切相關(guān),通過參與腦內(nèi)神經(jīng)突觸可塑性保護(hù)、恢復(fù)神經(jīng)營養(yǎng)因子及神經(jīng)遞質(zhì)功能等可能是探索抗抑郁治療效應(yīng)機(jī)制的重要方向[9]。在所有的腦區(qū)中,海馬CA1區(qū)對認(rèn)知和空間學(xué)習(xí)至關(guān)重要[10],是參與記憶和情緒信息處理的關(guān)鍵腦區(qū),對應(yīng)激反應(yīng)敏感且易損傷,且研究證實(shí)抑郁癥患者的海馬CA1區(qū)會出現(xiàn)損傷及退化,而這種損傷也更易引起神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生,從而加重抑郁癥狀[11]。谷氨酸是介導(dǎo)大多數(shù)中樞興奮性神經(jīng)傳導(dǎo)的遞質(zhì),腦內(nèi)神經(jīng)元中谷氨酸的合成、代謝和再攝取異常時介導(dǎo)的興奮性毒性會造成腦內(nèi)神經(jīng)元損傷,與抑郁癥的發(fā)生密切相關(guān)[12-13]。NR2B作為NMDA家族中的一員,也是一種谷氨酸受體,對調(diào)控突觸可塑性和記憶功能具有重要作用[14],NR2B的異常降低被證實(shí)與抑郁癥的發(fā)生密切相關(guān)[15],而經(jīng)過抗抑郁治療后NR2B也得到了顯著提高[16]。根據(jù)本研究結(jié)果,抑郁癥大鼠的海馬CAI區(qū)谷氨酸水平顯著高于正常大鼠(P<0.05),而NR2B則出現(xiàn)了明顯的降低(P<0.05),進(jìn)一步證實(shí)了與NR2B減少相關(guān)的谷氨酸積累可能是抑郁癥發(fā)生的重要機(jī)制,這也與Dong Jun等[17]人的研究結(jié)果相符合。通過進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),NR2B的改變會影響其下游的PI3K/Akt信號通路,參與了大部分的神經(jīng)元死亡事件[18]。PI3K/Akt是近年來在抑郁癥領(lǐng)域研究的重要信號通路,對于該信號通路的調(diào)控可通過抑制神經(jīng)元凋亡從而發(fā)揮抗抑郁作用,如二環(huán)類抗抑郁藥物文法拉辛通過作用于PI3K/Akt通路,可顯著改善大鼠的抑郁行為[19]。本研究結(jié)果中,抑郁癥大鼠海馬中PI3K、p-AKT的mRNA和蛋白表達(dá)較正常大鼠均有不同程度的降低(P<0.05),提示該條信號通路受到抑制,而這也與其上游NR2B的異常降低相關(guān)。經(jīng)過逍遙散體內(nèi)干預(yù)后,抑郁癥大鼠海馬中NR2B、PI3K、p-AKT的水平均顯著提高(P<0.05),且谷氨酸水平也出現(xiàn)了明顯降低(P<0.05),這說明逍遙散可能通過干預(yù)NR2B調(diào)節(jié)PI3K/Akt信號通路,從而改善谷氨酸升高引起的興奮性毒性,最終發(fā)揮抗抑郁的作用。
綜上所述,逍遙散可改善抑郁樣行為從而發(fā)揮抗抑郁作用,其機(jī)制可能與活化PI3K/Akt信號通路,進(jìn)一步發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用而實(shí)現(xiàn)的,但關(guān)于該方發(fā)揮主要抗抑郁作用的藥物以及全方的內(nèi)在抗抑郁機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。