蔡依琳,朱樂(lè)玫,陳彬,李千喜,陳光領(lǐng)
(長(zhǎng)沙醫(yī)學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410200)
抑郁癥是最常見(jiàn)的精神障礙疾病之一,對(duì)患者的身心健康具有嚴(yán)重影響,全球約有三億人受到抑郁癥的困擾且發(fā)病率逐年上升[1]。抑郁癥具有高患病率、高復(fù)發(fā)率和高致殘率的特點(diǎn),對(duì)患者家庭及社會(huì)帶來(lái)了沉重的經(jīng)濟(jì)和心理負(fù)擔(dān)[2]。
目前為止,抑郁癥以藥物治療為主,盡管進(jìn)行了充分的藥物治療,仍有約1/3 的患者不能達(dá)到臨床痊愈的效果?,F(xiàn)在市場(chǎng)上代表性的抗抑郁西藥種類(lèi)有限,機(jī)制不清晰,且存在復(fù)發(fā)率較高、副作用大和停藥易復(fù)發(fā)等缺陷[3]。中藥具有資源豐富、療效準(zhǔn)確、副作用較小的優(yōu)勢(shì),因此進(jìn)一步尋找治療抑郁癥的中藥,發(fā)揮中藥在治療抑郁方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)是中國(guó)醫(yī)藥事業(yè)的一項(xiàng)重任。
大黃酚(Chrysophanol,CHR)是從中藥大黃、何首烏和虎杖中提取出來(lái)的具有多方面生物治療潛力的蒽醌類(lèi)有效單體[4],國(guó)內(nèi)外許多研究表明其具有顯著的抗腫瘤、抗氧化、抗炎、神經(jīng)保護(hù)及改善學(xué)習(xí)認(rèn)知功能障礙的作用[5]。特別是大黃酚的神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)作用在近年來(lái)備受關(guān)注,既往研究表明,大黃酚通過(guò)抗氧化、抑制膽堿酯酶活性、提升抗氧化酶活性[6-7]、抑制神經(jīng)元凋亡[8]等作用保護(hù)神經(jīng)及改善學(xué)習(xí)記憶障礙。但是,大黃酚對(duì)由慢性不可預(yù)見(jiàn)性溫和應(yīng)激(Chronic Unpredictable Mild Stress,CUMS)誘導(dǎo)抑郁癥狀的小鼠是否具有行為學(xué)的改善作用和有神經(jīng)保護(hù)功能以及其具體的分子機(jī)制,目前尚未見(jiàn)報(bào)道。基于此,本研究用CUMS 法來(lái)建立小鼠的抑郁模型,探討大黃酚對(duì)抑郁癥行為學(xué)改善作用及其作用機(jī)制。
H2050R 高速冷凍離心機(jī),湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開(kāi)發(fā)有限公司;EL104 萬(wàn)分之一電子天平,梅特勒-托利多儀器有限公司;ELx800 全自動(dòng)酶標(biāo)儀,美國(guó)BioTek公司;3-30K 微量高速離心機(jī),德國(guó)Sigma 公司。
大黃酚(純度>98%,批號(hào):AF21022853),成都埃法生物科技有限公司;Tween 80、N,N-二甲基甲酰胺(DMF),上海麥克林生化科技有限公司;超氧化物歧化酶(SOD)檢測(cè)試劑盒、丙二醛(MDA)檢測(cè)試劑盒,沈陽(yáng)萬(wàn)類(lèi)生物科技股份有限公司。
清潔級(jí)BALB/c 雄性小鼠(18 ~22 g),購(gòu)自湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物公司,許可證號(hào):SYXK(湘)2019-0004。實(shí)驗(yàn)前放置在動(dòng)物房適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d。
將小鼠隨機(jī)分為5組,每組8只,分別為空白組(生理鹽水組)、抑郁組(生理鹽水)、低劑量組(TD-CHR,大黃酚給藥量0.1 mg/kg)、中劑量組(TZ-CHR,大黃酚給藥量1.0 mg/kg)和高劑量組(TG-CHR,大黃酚給藥量10.0 mg/kg)。
1.2.1 構(gòu)建CUMS 抑郁模型小鼠
參照文獻(xiàn)[9-10]的方法并進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn),刺激因素:41 ℃熱水游泳5 min、4 ℃冰水游泳5 min、夾尾2 min、籠子傾斜45°(8 h)、潮濕環(huán)境(12 h)、禁水24 h、禁食24 h、徹夜光照及振蕩。除空白組外其余每組每天隨機(jī)進(jìn)行1 ~2 種刺激,保證不連續(xù)出現(xiàn)同種刺激,連續(xù)進(jìn)行42 d。
每種刺激方法的具體操作如下:(1)熱水游泳,將小鼠放入裝有41 ℃熱水的塑料箱中,水深15 cm;(2)冰水游泳,將小鼠放入裝有冰塊的4 ℃冰水的塑料箱中,水深15 cm;(3)夾尾,用燕尾夾夾住距小鼠尾根部1 cm 處,每次同時(shí)夾四只同組小鼠;(4)籠子傾斜,將鼠籠靠墻以45°放置8 h;(5)潮濕環(huán)境,在鼠籠中導(dǎo)入100 mL 清水使墊料濕透,12 h 后再替換干凈墊料;(6)禁食,暫停供給飼料24 h;(7)禁水,暫停供水24 h;(8)徹夜光照,將小鼠放置在白熾燈照射的明亮房間中,持續(xù)24 h;(9)振蕩,將小鼠置于籠中,手動(dòng)振蕩1 min。
1.2.2 動(dòng)物模型評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法
(1)小鼠的體質(zhì)量測(cè)量
在CUMS 造模前1 d(第0 天)、開(kāi)始造模后第21天和第42 天對(duì)所有小鼠稱(chēng)量一次體重。
(2)小鼠的糖水偏好測(cè)試
測(cè)定前1 天對(duì)小鼠進(jìn)行一次糖水訓(xùn)練(每只鼠籠放置1 瓶1%蔗糖水和1 瓶普通自來(lái)水,適應(yīng)24 h)。于實(shí)驗(yàn)第1 天、第21 天以及第42 天測(cè)定小鼠的糖水偏好度。測(cè)試開(kāi)始先禁食禁水24 h,然后隨機(jī)在鼠籠放入1 瓶1%的蔗糖水和1 瓶普通飲用水,12 h 后,記錄瓶?jī)?nèi)液體的消耗量,按照公式(1)計(jì)算糖水消耗百分比。
式中:V糖和V水分別為1%蔗糖水消耗量和普通飲用水消耗量,mL。
(3)小鼠氧化應(yīng)激指標(biāo)的檢測(cè)
在完成行為學(xué)實(shí)驗(yàn)后(即第42 天),將小鼠麻醉,取眼眶血后采用脫頸椎法處死小鼠,在冰上剝離全腦,取海馬組織,放入EP管中,在-80 ℃冰箱凍存以備取用。檢測(cè)時(shí)稱(chēng)取一定數(shù)量海馬組織,置于玻璃勻漿器中,加入PBS 緩沖液,制備10%的組織勻漿,取上清液,嚴(yán)格按試劑盒說(shuō)明書(shū)測(cè)定小鼠海馬MDA 和SOD 水平。
1.2.3 給藥方法
所有藥物通過(guò)腹腔注射,以10 g 體質(zhì)量給藥0.1 mL 每天注射1 次,共42 d。
應(yīng)用SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)軟件,計(jì)量資料以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,多組間比較采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的單因素方差分析(one-way ANOVA),采用LSD 法,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
圖1(a)顯示,給藥第21 天抑郁組的體重顯著低于空白組(P<0.05),提示慢性不可預(yù)計(jì)刺激對(duì)小鼠的體重有影響;給藥第42 天后,抑郁組體重明顯低于CHR 劑量組(P<0.05),且CHR 對(duì)體重的影響存在劑量依賴(lài)性。圖1(b)顯示,抑郁組小鼠糖水消耗百分比持續(xù)降低,與抑郁組相比,在實(shí)驗(yàn)第21 天和42 天后空白組和各CHR 劑量組糖水消耗量升高(P<0.05)。
圖1 CHR 對(duì)CUMS 小鼠行為學(xué)的影響(n=8)
應(yīng)用CUMS 建立小鼠抑郁模型是當(dāng)前運(yùn)用最廣泛的方法,此方法主要是對(duì)動(dòng)物進(jìn)行長(zhǎng)期輕度應(yīng)激刺激以模擬人類(lèi)在生活遇到的壓力和打擊,導(dǎo)致動(dòng)物心理上的抑郁[11-12]。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)42 d 一系列的不可預(yù)知溫和隨機(jī)刺激建立抑郁動(dòng)物模型,實(shí)驗(yàn)中抑郁組體重增長(zhǎng)緩慢,糖水偏好百分比顯著下降,表明小鼠心境低落、快感缺失,這些都是抑郁癥患者的核心癥狀之一,提示小鼠抑郁模型建立成功[13-14]。小鼠行為學(xué)的評(píng)估是評(píng)價(jià)藥物抗抑郁效果的重要指標(biāo),適量CHR的治療可顯著改善CUMS 抑郁模型小鼠的抑郁行為,表明CHR 對(duì)改善小鼠抑郁行為具有一定作用。
圖2(a)顯示,與空白組相比,抑郁組及大黃酚低、中、高劑量組中小鼠海馬體中SOD 活力顯著降低(P<0.05);與抑郁組相比,大黃酚中、高劑量組小鼠海馬體中SOD 活力顯著升高(P<0.05)。圖2(b)顯示,與空白組相比,抑郁組及大黃酚低、中劑量組小鼠海馬中MDA 含量顯著增加(P<0.05);與抑郁組相比,大黃酚高劑量組小鼠海馬中MDA 含量顯著降低(P<0.05)。
圖2 CHR 處理對(duì)CUMS 小鼠腦組織SOD 活力和MDA 含量的影響(n=8)
抑郁癥的發(fā)生與神經(jīng)系統(tǒng)的氧化應(yīng)激失衡關(guān)系緊密[15]。氧化應(yīng)激失衡產(chǎn)生的過(guò)量氧自由基(Reactive Oxygen Species,ROS)能作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng),造成神經(jīng)細(xì)胞RNA、DNA 斷裂以及脂質(zhì)的損傷,從而誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞凋亡,并影響其信息傳遞、細(xì)胞修復(fù)等功能[16-18]。表明抑郁癥患者認(rèn)知功能受損的重要原因之一可能是氧化應(yīng)激系統(tǒng)的激活。人體內(nèi)抗氧化酶以超氧化物歧化酶(SOD)為主,其功能受到影響,會(huì)造成自由基大量堆積[19]。MDA 是脂質(zhì)過(guò)氧化的重要代謝產(chǎn)物,其能衡量氧化應(yīng)激的損傷程度[20]。研究表明,當(dāng)發(fā)生氧化應(yīng)激時(shí),MDA 水平顯著升高,SOD水平顯著降低[21]。基于此,本實(shí)驗(yàn)用小鼠腦中海馬體SOD 活力和MDA 含量變化來(lái)揭示大黃酚可能的作用機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,患有抑郁障礙小鼠大腦中的氧化應(yīng)激系統(tǒng)存在顯著的失衡現(xiàn)象。給予大黃酚干預(yù)后,大腦組織中SOD 活力升高、MDA 水平降低,表明大黃酚能有效改善小鼠氧化應(yīng)激系統(tǒng),有助于小鼠認(rèn)知功能恢復(fù)。
綜上,大黃酚能改善CUMS模型小鼠的抑郁行為,其機(jī)制可能與改善小鼠海馬體的氧化應(yīng)激系統(tǒng)平衡狀態(tài)有關(guān)。