茯苓总三萜抗抑郁作用机制及效应成分研究

摘要目的:
随着现代社会竞争压力增大和新冠疫情爆发,抑郁症已经成为最常见的精神障碍疾病。目前治疗抑郁症的药物靶点主要集中在单胺能系统上,常用抗抑郁药以选择性5-羟色胺再摄取抑制剂、去甲肾上腺素再摄取抑制剂等为主,但这些药物起效率低、副作用大,因此安全有效的抗抑郁药物的开发迫在眉睫。茯苓为多孔菌科真菌茯苓Poriacocos(Schw.)Wolf的干燥菌核,具有利水渗湿、健脾、宁心之功效,是治疗抑郁症经典方逍遥散中不可或缺的一味中药,同时也是定志小丸等治疗神经退行性疾病方剂中的重要药味。茯苓水提液及水溶性多糖具有抗抑郁作用已有文献报道,但水提物中所含的三萜类成分是否具有抗抑郁作用目前尚未见报道。本文通过慢性不可预知轻度应激(CUMS)结合孤养法建立抑郁大鼠模型,进行茯苓总三萜的抗抑郁药效学及其作用机制研究;采用血清药化结合网络药理学分析茯苓总三萜入血成分中的潜在活性成分及相关通路,以体外细胞实验验证潜在活性成分之一茯苓酸B的抗抑郁活性,旨在诠释茯苓总三萜的抗抑郁作用机制及效应成分,为茯苓总三萜产品开发及临床应用奠定基础。
方法:
采用CUMS结合孤养的方式建立大鼠抑郁模型,将造模成功的大鼠分为模型组、阳性对照组、茯苓总三萜低、中、高剂量组,另设空白对照组,给药14d,进行糖水实验、强迫游泳实验和旷场实验。以糖水偏好率、游泳不动时间、旷场休息时间、旷场运动距离和旷场运动轨迹图等为指标,对茯苓总三萜的抗抑郁药效进行评价。采用HE染色观察大鼠海马CA3区和前额叶皮质病理改变,ELISA检测大鼠海马中脑源性神经营养因子(BDNF)、5-羟色胺(5-HT)、多巴胺(DA)、谷氨酸(GLU)、去甲肾上腺素(NE)水平,血清中促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、皮质酮(CORT)、白介素1β(IL-1β)、白介素18(IL-18)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素6(IL-6)水平;采用westernblot检测NLRP3、ASC、pro-caspase-1、caspase-1、pro-IL-1β、IL-1β、pro-IL-18和IL-18蛋白表达水平,RT-PCR检测NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β、IL-18基因表达水平,16srDNA高通量测序技术研究茯苓总三萜对抑郁大鼠肠道菌群的影响,探讨茯苓总三萜抗抑郁作用机制。采用UPLC-Q-TOF-MS对茯苓总三萜、抑郁模型大鼠灌胃茯苓总三萜后的血清、粪便及尿液进行成分分析,研究茯苓总三萜在抑郁大鼠体内的吸收情况;采用网络药理学方法对茯苓总三萜的入血成分进行分析,寻找潜在抗抑郁靶点与潜在活性成分,在此基础上进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析、“成分-靶点-通路”及PPI蛋白互作网络构建,并基于脂多糖(LPS)诱导的BV2小胶质细胞炎症模型对潜在活性成分进行活性验证,以探究茯苓总三萜的抗抑郁效应成分。
结果:
茯苓总三萜抗抑郁药效学研究结果显示,不同剂量茯苓总三萜(60,120,240mg/kg)能够提高大鼠的糖水偏好率,降低强迫游泳不动时间和旷场休息时间,延长旷场运动距离,增加大鼠在旷场运动过程中的好奇心与探索欲,表明茯苓总三萜对抑郁大鼠具有治疗作用。
茯苓总三萜抗抑郁作用机制研究结果显示,茯苓总三萜能够不同程度的改善抑郁大鼠海马和前额叶皮质中锥体细胞的形态,增加锥体细胞和尼氏小体的数量,减轻脑组织的损伤;能够改善抑郁大鼠海马中神经递质的含量,抑制hypothalamic-pituitary-adrenal(HPA)轴的过度激活,减轻炎症;能够抑制抑郁大鼠NLRP3通路的激活。各指标综合分析结果表明,茯苓总三萜发挥抗抑郁作用的机制可能是:调节神经递质水平,抑制HPA轴和NLRP3通路的激活,以减轻神经炎症和脑组织神经损伤,最终达到抗抑郁的效果。茯苓总三萜对抑郁大鼠肠道菌群的影响结果显示,与正常大鼠比较,模型组大鼠OTU数目变化不大,但目、科、属水平的菌群相对丰度发生变化,且PCoA结果显示模型组与空白组存在明显差异;与模型组比较,茯苓总三萜高剂量组提高了抑郁大鼠OTU数目,增加了肠道菌群的丰富度,PCoA结果显示,茯苓总三萜能调节抑郁大鼠肠道菌群向正常大鼠改善。从属水平调节的菌群分析,茯苓总三萜可改善普雷沃氏菌属(Prevotella)、毛螺菌科NK4A136属(Lachnospiraceae?NK4A136?group)、布劳特氏菌属(Blautia)、大肠埃希菌属(Colidextribacter)、粪球菌属(Coprococcus)和Monoglobus属的相对丰度,以调节炎症和氧化应激,改善肠屏障功能,并通过“脑-肠”轴对抑郁症起到改善作用。
茯苓总三萜在抑郁大鼠体内吸收情况的结果显示,从茯苓总三萜中鉴定出69个化合物,在抑郁大鼠的血清、粪便、尿液中分别发现了38个、54个、22个三萜原型成分。结合茯苓对抑郁大鼠肠道菌群影响的结果进行综合分析,表明茯苓总三萜发挥抗抑郁作用的效应成分可能包含吸收入血的原型成分及代谢产物、作用于肠道微生物的未吸收成分,体现了中药多成分、多靶点发挥作用的特点。茯苓总三萜的网络药理学及活性成分验证结果显示,茯苓总三萜的入血成分与抑郁症共存在92个交集靶点,30个潜在活性成分以及IL-6、TNF等核心靶点。基于脂多糖(LPS)诱导的BV2小胶质细胞炎症模型对潜在活性成分之一茯苓酸B进行了活性验证。结果表明,茯苓酸B对正常状态下的BV2细胞活力无影响,而对LPS诱导下的BV2细胞具有抑制其过度激活与增殖、减轻炎症反应的效果,表明网络药理学方法具有一定的指导意义。
结论:
茯苓总三萜具有抗抑郁作用,其作用机制与调节神经递质水平、抑制HPA轴和NLRP3通路的激活有关;茯苓酸B已确定为茯苓总三萜抗抑郁的效应成分,其他29个入血成分为潜在效应成分,而未吸收入血的其他成分是否为效应成分还有待于进一步深入研究。

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