柴胡皂苷a对抑郁模型大鼠脑内神经递质及行为学的影响

赵慧源 田诗琪 翟春影 梁汶彬 王金亮 金铭 王宇晨 蔡珍珍

【摘要】 目的：探究柴胡皂苷有效成分柴胡皂苷a对慢性不可预见性温和刺激（chronic unpredictable mild stress，CUMS）抑郁大鼠模型行为学及海马区神经递质变化的影响，以期通过新的路径发现抗抑郁治疗的新靶点，为以后的临床实践做出一定理论基础。方法：将48只SD雄性大鼠随机分为对照组、模型组、氟西汀组和柴胡皂苷a高、中、低剂量组。建立CUMS模型，建模第1天開始，分别给予生理盐水、氟西汀1.2 mg/kg、柴胡皂苷a 50 mg/kg、柴胡皂苷a 25 mg/kg和柴胡皂苷a 12.5 mg/kg灌胃。分别于实验的第1、7、14、21天进行糖水偏好实验和体重测试;于实验第21天进行旷场实验。酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测大鼠脑内海马组织5-羟色胺（5-HT）和去甲肾上腺素（NE）的含量。结果：各组大鼠在造模实验前进行糖水偏好实验比较，差异均无统计学意义（P>0.05）;21 d后，柴胡皂苷a高、中剂量组和氟西汀组相比于模型组糖水偏好性明显升高（P<0.05）;与对照组相比，模型组大鼠糖水偏好性明显下降（P<0.05）。经旷场实验，与模型组相比，柴胡皂苷a高剂量组中央区域运动时间减少，柴胡皂苷a纸剂量组运动时间升高（P<0.05）;与对照组相比，柴胡皂苷a低、中、高剂量组及氟西汀组、模型组运动时间均降低，中央区域均运动时间均升高（P<0.05）。经ELISA检测，与对照组相比，模型组海马组织5-HT和NE均降低（P<0.05）。柴胡皂苷a高剂量组脑内海马组织5-HT和NE均高于模型组（P<0.05）。结论：柴胡皂苷a可以改善CUMS大鼠抑郁样行为，调节CUMS大鼠脑内海马中5-HT和NE的表达。

【关键词】 柴胡皂苷a 抑郁 神经递质 5-HT NE

Effects of Saikosaponin a on Neurotransmitters and Behavior in Depressive Rats/ZHAO Huiyuan， TIAN Shiqi， ZHAI Chunying， LIANG Wenbin， WANG Jinliang， JIN Ming， WANG Yuchen， CAI Zhenzhen. //Medical Innovation of China， 2021， 18（34）： 0-032

[Abstract] Objective： To investigate the effects of Saikosaponin a on behavioral and neurotransmitter changes in hippocampus of chronic unpredictable mild stress （CUMS） depressed rats， to find a new target of antidepressant therapy through a new approach， which will provide a theoretical basis for future clinical practice. Method： A total of 48 SD male rats were randomly divided into control group， model group， Fluoxetine group and  Saikosaponin a high， medium， low dose group. The CUMS model was established. At the beginning of day 1， normal saline， Fluoxetine （1.2 mg/kg） ， Saikosaponin a （50， 25 and 12.5 mg/kg） were administered intragastrically. Sugar-water preference test and body weight test were performed on day 1， day 7， day 14， day 21. Open field test on day 21. Enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA） was used to detect the content of 5-HT and NE in hippocampus of rats. Result： There were no significant differences in body weight and sugar-water preference test before model established （P>0.05）. After 21 days， compared with the model group， Saikosaponin a high， medium dose group and Fluoxetine group had significantly higher sugar-water preference （P<0.05）; compared with the control group， the sugar-water preference of the model group was significantly decreased （P<0.05）. Compared with the model group， the exercise time in the central region of Saikosaponin a high dose group was significantly reduced， the exercise time of Saikosaponin a low dose group was increased （P<0.05）; compared with the control group， the exercise time of Saikosaponin a low， middle， high dose group and Fluoxetine group， model group were significantly decreased， the exercise time in the central region were increased （P<0.05）. Compared with the control group， 5-HT and NE in hippocampus of model group were decreased by ELISA （P<0.05）. The 5-HT and NE in hippocampus of Saikosaponin a high dose group were higher than those of model group （P<0.05）. Conclusion： Saikosaponin a can improve depression-like behavior of CUMS rats and regulate the expression of 5-HT and NE in the hippocampus of CUMS rats.

[Key words] Saikosaponin a Depression Neurotransmitter 5-HT NE

First-author’s address： Qiqihar Medical University， Qiqihar 161006， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.34.007

抑郁症是一种常见的情感性障碍疾病，以显著而持久的情绪低落为主要特征，同时伴有不同程度上的认知功能障碍，可伴有妄想和幻觉的精神疾病[1]。随着社会经济的不断发展，社会竞争压力的不断加剧，人们生活水平的不断提高，人口和家庭结构的变化，抑郁症患者的数量逐渐增加，发病率也呈现明显上升的趋势。据世界卫生组织最新数据预测，2030年，抑郁症将会成为造成疾病负担的三个主要原因之一[2]。柴胡疏肝散源于张景岳《景岳全书》，由“醋炒陈皮、柴胡各二钱，川芎、麸炒枳壳、芍药各一钱半，炙甘草五分，香附一钱半”组成，用于“治胁肋疼痛，寒热往来”[3-4]。柴胡作为疏肝解郁的药物，被广泛应用于临床，柴胡对中枢神经系统既有兴奋又有镇静的作用，表现为抗抑郁、抗惊厥和抗癫痫[5]。通过柴胡的药理特性发现，柴胡对抑郁症的治疗有着至关重要的作用。柴胡皂苷a是柴胡的有效成分，柴胡皂苷a可以改善由抑郁症导致脑内单胺类神经递质降低的现象，当脑内的单胺类神经递质分泌不足后，不能刺激脉络丛生成神经营养因子，神经营养因子浓度下降会导致神经元的损伤，故而通过此途径来减少对神经元的伤害[6]。本实验通过对慢性不可预知温和应激模型（CUMS）抑郁症大鼠连续21 d灌胃治疗，观察柴胡皂苷a对抑郁症大鼠的行为学实验和单胺类递质（5-HT和NE）的影响。评价柴胡皂苷a对大鼠抑郁行为的影响，分析柴胡皂苷对大鼠抗抑郁作用和可能的作用机制，以期通过新的路径发现抗抑郁治疗的新靶点，为以后的临床实践提供一定理论支持。

1 材料与方法

1.1 实验动物 选取健康的SD雄性大鼠，平均体重为（180±20）g，SPF级，2～3个月龄，由大连医科大学动物实验中心提供，许可证号：SYXK（黑2016-001），环境温度20～30℃，湿度30%～50%，适应性喂养1周，动物实验方案通过齐齐哈尔医学院实验动物伦理委员会审核。

1.2 药品及试剂 柴胡皂苷a（生产厂家：成都普菲得生物技术有限公司），盐酸氟西汀分散片（百忧解，生产厂家：礼来苏州制药有限公司，批准文号：国药准字J20160029，规格：20 mg），5-羟色胺（5-HT）ELISA试剂盒（生产厂家：厦门慧嘉生物科技有限公司），去甲肾上腺素（NE）ELISA试剂盒（生产厂家：厦门慧嘉生物科技有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 分组、造模及给药 实验前，将48只大鼠适应性饲养7 d，随机分成6组，每组8只大鼠，分为对照组、模型组、氟西汀组、柴胡皂苷a高、中、低剂量组。对照组：不接受任何的刺激。模型组：21 d内边造模边给予1.5 mL的生理盐水进行灌胃。氟西汀组：21 d内边造模边给予1.5 mL的氟西汀1.2 mg/（kg·d）进行灌胃。柴胡皂苷a高剂量组：21 d内边造模边给予1.5 mL的柴胡皂苷a 50 mg/（kg·d）进行灌胃。柴胡皂苷a中剂量组：21 d内边造模边给予1.5 mL的柴胡皂苷a 25 mg/（kg·d）进行灌胃。柴胡皂苷a低剂量组：21 d内边造模边给予1.5 mL的柴胡皂苷a 12.5 mg/（kg·d）进行灌胃。CUMS造模：禁食禁水（24 h），潮湿垫料（24 h），夹尾（1 min，距尾根处3 cm），倾笼（45°，24 h），束缚（24 h），昼夜颠倒（持续光照24 h或持续黑暗24 h），每天给予一种刺激，相邻2 d的刺激不相同，每个刺激最多不能超过3次，避免大鼠产生适应性，使大鼠不可预见刺激的发生，共刺激21 d[7]。

1.3.2 糖水偏好实验 采用1%的蔗糖溶液进行测试，第1天动物适应性饮用1%蔗糖溶液，在鼠笼左右各放置一个相同外观体积的蔗糖溶液瓶;第2天在鼠籠一侧放置一瓶1%蔗糖溶液，另一侧放置一瓶自来水;12 h后交换水瓶一次;第3天禁食禁水;第4天，进行1%蔗糖溶液消耗实验，在鼠笼放置一瓶1%蔗糖溶液，一瓶自来水，1 h后交换位置，计算2 h的蔗糖的消耗量及百分比，蔗糖的消耗量%=蔗糖溶液的消耗量/（蔗糖溶液的消耗量+自来水的消耗量）。

1.3.3 体重测试 在造模的过程中，第1、7、14、21天分别称取大鼠的体重进行比较。

1.3.4 旷场实验 造模过程中每天同一个时间段内将1只大鼠放旷场中心的实验方格中（长100 cm，宽100 cm，高35 cm）内，选择一个空旷的实验环境并且在每天同一时间段进行，预先准备好旷场的中心方格，然后放进大鼠进行相关指标记录。

1.3.5 ELISA法测量海马匀浆中5-HT和NE 断头取脑，取大鼠的海马组织，放入离心管中进行匀浆，离心取上清。采用5-HT、NE的ELISA试剂盒，根据说明书方法进行操作，应用全自动酶标仪检测450 nm吸光度。以吸光度为纵坐标，以标准品剂量为横坐标，绘制标准曲线。

1.4 统计学处理 采用SPSS 26.0软件对所得数据进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，两组间比较采用独立样本t检验，多组间比较采用单因素方差分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 大鼠糖水偏好实验 实验前，各组大鼠糖水偏好性比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。21 d后，与对照组相比，模型组大鼠糖水偏好性明显下降（P<0.05）;与模型组相比，氟西汀组、柴胡皂苷a中剂量组和柴胡皂苷a高剂量组糖水偏好性均明显增加（P<0.05）。见表1。

2.2 大鼠旷场实验 实验21 d后，与对照组相比，氟西汀组、柴胡皂苷a低、中、高剂量组及模型组运动时间均降低，中央区域运动时间均升高（P<0.05）;与模型组相比，柴胡皂苷a高剂量组中央区域运动时间减少，柴胡皂苷a低剂量组运动时间升高（P<0.05）。见表2。

2.3 大鼠体重变化 实验第14天，与对照组相比，柴胡皂苷a高、中、低剂量组、氟西汀组及模型组体重均降低（P<0.05）;与模型组相比，柴胡皂苷a高剂量组和氟西汀组体重均升高（P<0.05）;实验第21天，与对照组相比，模型组、柴胡皂苷a高、中、低剂量组体重均降低（P<0.05）。见表3。

2.4 大鼠海马区5-HT、NE的变化 与对照组相比，模型组5-HT、NE均降低（P<0.05）;与模型组相比，柴胡皂苷a高剂量组和氟西汀组5-HT、NE均增加（P<0.05）。见表4。

3 讨论

抑郁症是一种常见的精神障碍性疾病，以情绪低落，认知障碍为特点。在临床上，抑郁症复发率及自杀发生率较高[7]。抑郁症的发病机制主要包括炎症反应学说[8]，下丘脑-垂体-肾上腺素（HPA）功能失调假说[9]，神经元损伤与神经营养因子（BDNF）假说[10]，单胺类神经递质假说[11]，神经可塑假说等。近些年来，科学家要认为单胺类神经递质假说对抑郁症的发生有着重要的作用。目前临床常用的抗抑郁药物主要包括三环类抗抑郁药物，单胺氧化酶抑制剂（MAOIs）[12]，四环类抗抑郁药物，选择性5-羟色胺和去甲肾上腺素再摄取抑制剂（SSNRI）[13]。临床研究发现，患者初期接受抗抑郁治疗后，仅有1/3的患者可以缓解，且需要14～28 d才能起效，而对于某些有自杀倾向的人群，单纯使用药物治疗不能及时缓解，且对人体造成一定的伤害。据最新的临床证据显示，在抑郁症患者治疗的过程中，中期复发较为常见，抑郁症的复发率高达50%～80%[14]。与此同时，长期服用抗抑郁药物，会导致患者心脑血管出现问题，如头晕头痛，糖尿病和高血压等不良反应[15]。中医中药治疗抑郁症效果良好、价格便宜、副作用较小。

柴胡为常用中药味苦，性微寒，对中枢神经系统具有兴奋及镇静的双重作用，从柴胡属植物已分离出90多种皂苷类成分，有a、c、d、b1、b2、b3、b4等，其中皂苷a、d的生物活性最强，含量最高，药理作用最为显著[16]。柴胡皂苷有a，b，c，d四种结构，但只有a，d结构具有良好的抗炎作用，柴胡皂苷c无抗炎作用。柴胡皂苷可增加抑郁型大鼠脑中的高香草酸、去甲肾上腺素、多巴胺及5-羟色胺等[17]，对抑郁情绪起到一定的治疗作用，柴胡皂苷a可以显著逆转由抑郁导致的脑内单胺类神经递质的降低，减少由此造成的神经细胞损伤，从而达到治疗抑郁情绪目的[18]。本实验的目的主要是通过中药对抑郁症有着独特的作用，可以长期治疗，预防抑郁症的复发率，提高抑郁症患者的生活质量和治愈率。

本研究所选取的CUMS模型是抑郁症常用的经典模型，抑郁情况接近于人类抑郁症[19]。大鼠经过21 d造模后，动物的体重和糖水偏好率出现了明显的下降，说明动物出现了快感消失的现象;通过旷场实验发现，给予柴胡皂苷a后，与模型组的相比，柴胡皂苷a高剂量组大鼠的中央区域运动时间有显著差异（P<0.05），表明柴胡皂苷a具有抗抑郁的作用。单胺类神经递质假说是导致抑郁症发生的主要学说之一，是指大脑内的5-HT和NE等兴奋性神经递质含量下降，从而引起人体内出现抑郁的情绪[20]。本实验采取了大鼠脑内海马组织，进行了ELISA实验，结果发现柴胡皂苷a高剂量组5-HT、NE与模型组相比具有显著性的差异（P<0.05），提示柴胡皂苷a能够改善抑郁症大鼠脑内的神经递质5-HT及NE的含量。

综上所述，本研究验证了柴胡皂苷a对抑郁大鼠在神经递质和海马区的神经元有治疗作用，但是柴胡皂苷a氟西汀的协同作用还要等进一步的验证。中西药的联合应用为临床的治疗提供了新的思路，同时也为之后的应用奠定一定的理论基础，为药品的开发和利用提供了新的思路，但是具体的作用机制还需要进一步的研究。

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（收稿日期：2021-09-29）

基金项目：2020年大学生创新创业训练计划省级重点项目（202011230004）;齐齐哈尔市科技计划联合引导项目（LHYD-202022）

①齐齐哈尔医学院 黑龙江 齐齐哈尔 161006

通信作者：蔡珍珍