氟西汀联合毛蕊花糖苷改善抑郁症大鼠抑郁行为、学习记忆能力和上调CREB水平
2022-03-04韩涵韩健曹蕾
韩 涵 韩 健 曹 蕾
(解放军总医院京中医疗区,北京 100820)
抑郁症患者随着社会环境压力的增大而不断增多,趋于年轻化。环境、遗传、性格、合并其他疾病等均可导致抑郁症的形成[1]。抑郁症病因无法完全明确,亦无特定发病机制,目前尚无标准的治疗方案,因此,治疗的发展也受到阻碍[2]。研究表明抑郁症与信号转导通路、转录因子的调节有关。环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(cAMP response element binding protein,CREB)的表达可提高情绪、学习记忆、海马神经元突触传递等[3]。药物干预、心理辅导、物理治疗是该病常用治疗方式。而药物为主要治疗方法,抑郁症患者通过谨遵医嘱服用药物专业治疗可有痊愈机会[4]。氟西汀是一种用于心理治疗的选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(serotonin reuptake inhibitor,SSRI),可用于治疗抑郁症、强迫症、神经性贪食症。氟西汀可上调突触神经末梢与下膜间隙的5-羟色胺,调节患者焦虑与抑郁。也有研究表明,氟西汀可保护神经、抗凋亡、抗肿瘤、消炎[5]。毛蕊花糖苷(acteoside,Act)别称麦角甾苷,为桂花提取物,生物活性很强,可增强记忆力、抗衰、抗炎[6]。研究表明[7]受损的中枢神经可通过毛蕊花糖苷起到一定的保护作用,目前临床未见有关毛蕊花糖苷对抑郁症的疗效方面的研究。本实验采用慢性不可预见性温和应激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)结合孤养方式制备抑郁大鼠模型,研究氟西汀联合毛蕊花糖苷对抑郁症大鼠中CREB 的表达和学习记忆能力的影响。
1 材料和方法
1.1 实验动物及分组
雄性SD 大鼠45 只,7~9 周龄,体质量170~200 g,购于武汉云克隆动物公司,合格证编号为SCXK(鄂)20120011,常规饲养,正常饮水、觅食,温度(23±1) ℃,湿度40%~50%。饲养7 d 后开始制备抑郁大鼠模型。45 只大鼠采用乱数表法分为正常组(对照组)、抑郁症组(模型组)、氟西汀组、毛蕊花糖苷组(Act 组)、氟西汀联合毛蕊花糖苷组(联合组),每组各9 只。
1.2 实验试剂与仪器
水迷宫实验系统购于上海研匠生物有限公司;激光共聚焦显微镜购自广州明媚电技术有限公司;Noldus 动物运动轨迹追踪系统购于上海软隆科技发展有限公司;Phomo 酶标仪购于济南欧莱博技术有限公司;盐酸氟西汀购于西安迪赛生物药业有限公司;毛蕊花糖苷购于上海甄准生物有限公司;蔗糖购于福建药典实验科技有限公司;CREB抗体购于深圳市豪地华拓生物科技有限公司;兔抗鼠抗体购于武汉戴安生物技术有限公司;TBS缓冲液(BOSTER)购于基因科技(上海)股份有限公司。
1.3 抑郁大鼠模型建立
CUMS 结合孤养方式于4 周内制备抑郁大鼠模型[8]。除正常组不给予CUMS 外,其他组给予CUMS 包含强迫24 h 无睡眠、夹尾2 min、断食24 h、断水24 h、潮湿环境24 h、冰水游泳与热水游泳各6 min、摇晃5 min 等,制备期内每天1 种刺激方式,2 d 内刺激方式应不同。旷场实验与糖水喜好实验显示P<0.05 时代表抑郁模型建立成功;若未达到模型建立成功标准,重复采取以上刺激方式进行干预。
1.4 给药
模型建立同时,固定时间给药,每天上午10:00 药物干预1 次。氟西汀组:30 mg/ kg 氟西汀溶于4 mL NaCl 溶液中灌胃;Act 组:30 mg/kg 毛蕊花糖苷溶于4 mL 氯化钠溶液中灌胃;联合组:30 mg/kg 氟西汀联合30 mg/kg 毛蕊花糖苷溶于4 mL NaCl 溶液中灌胃;对照组及模型组在相同时间采用同体积剂量NaCl 溶液进行灌胃。连续给药28 d 后采取行为学实验。
1.5 旷场实验
正式实验前1 d 和干预后28 d 时,将大鼠放进120 cm×90 cm×60 cm 无木盖方箱中,通过Noldus 动物运动轨迹系统观察大鼠6 min 内的站立次数与活动距离,并进行记录,以观察大鼠在新环境下的自主探究行为[9]。
1.6 糖水偏好实验
正式实验前1 d和干预后28 d时,将2瓶250 mL 1%蔗糖溶液放于笼子中,24 h 后于笼中放置同等含量的纯水和1%蔗糖溶液(均为250 mL),2 h 后观察,并计算出大鼠的糖水喜爱量[10]。
1.7 水迷宫测试
造模成功后,进行正式实验。在水迷宫中加入白色试剂,使水变为不透明白色,隐藏平台,水温25 ℃,周围环境条件保持安静、稳定。实验历时4 d,将大鼠放入水池,100 s 后若大鼠在水迷宫内迷失,将其牵引到平台,观察15 s,100 s 为大鼠潜伏期[11]。
1.8 平衡木测试
造模成功后,进行正式实验。在给药1、8、15、28 d时,进行平衡木测试,测试当天将大鼠提前1 h带入房间适应环境平衡木,圆柱状长竿,长2.5 m、直径3 cm。平衡木两端各放置一塑料平台用作大鼠起、终点缓台,规格(15 cm×15 cm×8 cm)。缓台及平衡木距地面高度0.9 m,地面均铺上软垫,以防大鼠摔伤。观察并记录大鼠穿过平衡木的时间[12]。
1.9 免疫印迹检测CREB 的蛋白表达
麻醉大鼠进行脑组织剥离,获取海马组织,提取蛋白,常温封闭1 h 后,TBSS 漂洗,滴入一抗37℃孵育2 h,第2 次TBST 洗掉结合的抗体后,滴入二抗25 ℃孵育1.5 h 左右后,再次洗膜,ECL 显色,GAPDH 为内参,结合条带的灰度值进行计算,并做统计分析。
1.10 统计学处理
釆用SPSS 22.0 软件与GraphPad Prism 5.0 软件对数据行统计学分析。计量资料以±s表示,组间差异比较采用单因素方差分析,两组间比较采用t检验,P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 旷场实验结果
旷场实验结果显示,1 d 时,对照组、模型组、氟西汀组、Act 组、联合组,5 组间无明显差异(P>0.05);28 d 时,模型组、氟西汀组、Act 组、联合组旷场实验水平活动距离、站立次数均低于对照组,药物干预后,氟西汀组、Act 组、联合组水平活动、站立次数明显高于模型组。同时,联合组高于氟西汀组、Act 组,组间比较差异均有统计学意义(P<0.05)(图2)。
图1 各组大鼠水平活动距离对比.
图2 各组大鼠站立次数对比.
2.2 糖水偏好结果
糖水偏好结果显示,1 d 时,对照组、模型组、氟西汀组、Act 组、联合组比较无差异(P>0.05);28 d 时,对照组糖水偏好高于其他各组(P<0.05),药物干预后,氟西汀组、联合组糖水偏好明显高于模型组,且联合组大鼠糖水偏好高于氟西汀组、Act 组,组间比较差异有统计学意义(P<0.05)(图3)。
图3 各组糖水偏好对比
2.3 水迷宫测试结果
1 d 时,对照组、模型组、氟西汀组、Act 组、联合组大鼠逃避潜伏期比较无差异(P>0.05)。与对照组相比,其他各组大鼠8 d、15 d、24 d 的逃避潜伏期延长(P<0.05);与模型组相比,氟西汀组、Act 组和联合组大鼠实验8 d 开始时逃避潜伏期时间减少,均低于模型组(P<0.05),且联合组大鼠逃避潜伏期低于氟西汀组、Act 组(P<0.05)(图4)。
图4 各组大鼠逃避潜伏期对比
2.4 平衡木测试结果
1 d 时,5 组大鼠通过平衡木时间相比无显著差异(P<0.05)。其余时间点,模型组、氟西汀组、Act 组、联合组大鼠通过平衡木时间高于对照组(P<0.05),氟西汀组、Act 组、联合组低于模型组(P<0.05),且联合组大鼠低于氟西汀组、Act组(P<0.05)(图5)。
图5 各组大鼠平衡木测试对比
2.5 大鼠海马区CREB 蛋白表达结果
免疫印迹实验结果显示,海马区的CREB 蛋白表达的相对值如下:模型组0.191±0.038、氟西汀组0.229±0.081、Act 组0.210±0.077、联合组0.416±0.085、对照组0.699±0.072。对照组大鼠海马区CREB 蛋白表达高于其他各组。氟西汀组、Act 组、联合组的海马区CREB 蛋白表达均高于模型组,低于对照组,同时联合组CREB 蛋白表达高于氟西汀组、Act 组(P<0.05)(图6)。
图6 各组大鼠海马区CREB 蛋白表达检测对比
3 讨论
抑郁症属于精神疾病,近年来确诊的患者逐年增多。造成抑郁症患者精神损伤因素主要有长期的精神压力、周围环境、性格、遗传等(应激事件)[13]。抑郁症表现为持续的快感缺失、情绪低沉、紧张焦虑、社交恐惧和认知功能障碍等[14]。
抑郁动物模型采用CUMS 结合孤养建立,其中学习记忆等能力在人或动物长期处于CUMS 时会受到明显的影响[15],该症状与临床抑郁症患者基本相似。本实验中模型组大鼠在旷场实验中的运动轨迹明显少于对照组,并对糖水的偏好明显降低;水迷宫测试和平衡木测试中模型组均低于对照组,表明大鼠学习记忆能力降低,显示抑郁大鼠制备成功。本研究结果显示,氟西汀组、Act 组、联合组大鼠旷场实验、糖水偏好、水迷宫测试及平衡木测试结果均优于模型组,且联合组效果最为显著,表明氟西汀联合毛蕊花糖苷对改善抑郁大鼠症状,提高学习记忆能力方面有重要作用。邓海峰[6]等研究发现毛蕊花糖苷可使抑郁大鼠的学习记忆能力提高,其原理是它会使海马突触可塑性和Syt1 的表达上调;研究也显示氟西汀在对CUMS 影响导致的学习记忆能力下降等方面也有较大改善[16],本文研究结果与以上研究结果基本一致。氟西汀是一种治疗抑郁的药品,它是一种5-羟色胺再摄取的选择性抑制剂[17]。毛蕊花糖苷有抗衰、调节免疫力、增强记忆力、抗炎、抗肿瘤等作用[18],可以通过提高中枢乙酰胆碱能神经元功能、上调神经生长因子表达等途径改善D-半乳糖导致的脑损伤,增强中枢神经系统 功能[19]。以上2 种药物作用机制表明可提高学习能力与记忆力。
本实验有关CREB 研究结果显示,模型组、氟西汀组、Act 组、联合组CREB 蛋白表达水平均低于对照组,经过药物干预后氟西汀组、Act 组、联合组CREB 蛋白表达水平高于模型组,且联合组效果最为显著,表明氟西汀联合毛蕊花糖苷可使CREB 蛋白表达上调。孔令韬[20]等研究发现抑郁症大鼠模型海马组织中CREB 表达低于正常组,给予氟西汀干预后,其CREB 表达高于模型组,表明氟西汀可激活大鼠海马组织中CREB 蛋白的活性,对于改善抑郁症效果较为明显。本研究结果与以上研究结果相似。CREB 为重要核转录因子之一,抑郁症的病理过程与CREB 之间存在极大关联,脑内海马可转导应激反应;海马CREBb 表达下调,可使海马神经萎缩、神经回路突触传递功能变弱、学习记忆功能受到影响[3]。氟西汀联合毛蕊花糖苷治疗会使抑郁症患者CREB 表达水平上调,长时间使用可改善抑郁行为。有学者研究发现,抗抑郁药物可提高模型大鼠海马区的CREB 表达及活性[1]。刘柳等[21]在抑郁症患者尸体解剖中显示,进行药物治疗的患者CREB 的水平高于未进行治疗的患者。而氟西汀、毛蕊花糖苷等药物可以激活CREB,调节相关基因转录,影响细胞因子的表达、神经细胞的再生及存活。以上研究表明功能蛋白CREB 在抑郁症的机制研究中起到重要作用。
综上所述,氟西汀联合毛蕊花糖苷可以改善抑郁模型大鼠的抑郁症状,提高抑郁症大鼠海马CREB 表达水平及学习记忆能力。