Phytomedicine | 山中医马柯团队：揭示百合地黄汤及其活性成分抗抑郁肠-脑互作机制

yy2751 2024-05-14 发布于黑龙江

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山东中医药大学马柯教授的研究团队在2024年3月11日的《Phytomedicine》杂志（中科院医学1区，IF=7.9）发表了“Co-decoction of Lilii bulbus and Radix Rehmannia Recens and its key bioactive ingredient verbascoside inhibit neuroinflammation and intestinal permeability associated with chronic stress-induced depression via the gut microbiota-brain axis”研究。该研究揭示了百合地黄汤（LBRD）及其关键生物活性成分毛蕊花糖苷（Verb）在通过肠道微生物-脑轴（GMBA）抑制慢性应激诱导的抑郁症中的神经炎症和肠道通透性方面的作用。

主要内容

本研究聚焦于百合地黄汤（LBRD）如何通过肠脑双向沟通（GMBA）来缓解抑郁症，并深入探讨了其中的作用机制。通过使用高效液相色谱（HPLC）和转录组学分析，研究团队成功识别了参与抗抑郁作用的关键分子和化合物。

为了验证这些发现，研究团队在慢性应激诱导的抑郁模型动物中进行了行为试验、神经元形态和突触树突超微结构的观察。结果显示，LBRD及其主要活性成分毛蕊花糖苷（Verb）在减轻抑郁样行为和修复突触损伤方面表现出显著效果。

进一步的研究发现，LBRD和Verb通过调节肠道微生物群、抑制肠道通透性和血脑屏障的渗漏，进而减少炎症反应，从而实现了对抑郁症的治疗作用。此外，在体外实验中，这些成分还展现出了对皮质酮诱导的神经细胞毒性的神经保护作用。

这项研究不仅揭示了LBRD通过重塑GMBA稳态对抑郁症的多成分、多靶点、多途径治疗作用，而且进一步验证了肠道菌群与Verb和LBRD抗抑郁作用之间的因果关系。这些发现为开发新的抑郁症治疗策略提供了重要的科学依据。

图1. LBRD制备过程中化学成分变化分析

作者通过分析发现，百合地黄汤（LBRD）及其冻干粉包含多种成分，主要包括碳水化合物、皂苷、环烯醚萜、类黄酮、酸、酯、氨基酸、多肽和生物碱。利用高效液相色谱法（HPLC），研究团队成功定性测定了LBRD中毛蕊花糖苷（Verb）和另一种化合物（FA）的含量。结果显示，这两种化合物均为LBRD的主要成分，并且它们的保留时间与标准化合物一致。其中，Verb因其独特的生物活性和高含量，被选为LBRD的质量标记物。在随后的研究中，作者深入探讨了Verb是否具有与LBRD相似的抗抑郁作用。

图2. LBRD和Verb可改善CUMS诱导小鼠的抑郁、焦虑样行为和消化系统功能

作者通过测试确定了6.25 g/kg的LBRD和60 mg/kg的毛蕊花苷为最佳治疗剂量。在慢性不可预见性温和应激（CUMS）造模小鼠中，这些小鼠表现出焦虑和抑郁症状，如糖水偏好降低、强迫游泳中不动时间增加、旷场实验中的活动减少。

与模型组相比，LBRD、Verb（毛蕊花苷）和艾司西酞普兰治疗均能缓解这些抑郁症状。经过四周的治疗，Morris水迷宫测试显示LBRD和Verb能够显著缩短小鼠穿越平台的时间，表明这两种治疗能有效改善空间记忆和工作记忆能力。

同时，CUMS小鼠还表现出消化系统功能减弱，如胃排空延迟和小肠推进力减少。在这些症状上，LBRD治疗能够显著改善小鼠的胃肠功能，而毛蕊花苷和艾司西酞普兰则没有此效果。这些结果说明LBRD的抗抑郁作用与改善消化系统功能相关，而毛蕊花苷主要贡献于抗抑郁效果，但对消化系统性能没有影响。

图3. LBRD和Verb治疗对小鼠CUMS诱导的抑郁模型中神经递质、炎症细胞因子和脑肠肽产生的影响

抑郁症常伴随神经递质、炎症和应激激素水平的异常。CUMS模型小鼠表现出这些异常，包括5-羟色胺（5-HT）、多巴胺（DA）、γ-氨基丁酸（GABA）和抗炎因子白细胞介素（IL）-10的降低，以及炎症因子IL-1β、IL-6、IL-17A、TNF-α、促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）、促肾上腺皮质激素（ACTH）和血清激素的升高。

连续21天口服百合地黄汤（LBRD）或其主要成分毛蕊花苷（Verb）能有效预防CUMS引起的抑郁样变化。尽管CUMS未影响兴奋性神经递质谷氨酸（Glu）的水平，但Verb治疗能显著降低CUMS小鼠的Glu水平。

此外，LBRD和Verb处理还能显著提高CUMS小鼠结肠黏膜中的生长抑素（Sst）和血管活性肠肽（VIP）水平，同时降低SP水平。这些结果表明，LBRD和Verb通过调节神经递质、激素、炎症细胞因子和脑肠肽来影响脑肠轴，从而缓解抑郁和焦虑情绪症状。

图4. LBRD和Verb对皮质酮诱导的神经毒性的影响

作者评估了百合地黄汤（LBRD）和毛蕊花苷（Verb）在高浓度皮质酮（CORT）诱导的细胞毒性中的神经保护作用。实验发现，600 μM的CORT显著降低了N2a细胞活力至约50%，因此被选为后续实验浓度。

在细胞毒性实验中，10%的LBRD血清能显著逆转CORT导致的细胞活力下降。而Verb在100 μmol/l剂量下对细胞活力无显著影响，但在12.5至100 μmol/l的剂量范围内，以剂量依赖的方式显著降低了CORT诱导的细胞毒性。

此外，在CORT诱导的抑郁细胞模型中，观察到5-HT、GABA和IL-1β水平降低，而乳酸脱氢酶（LDH）活性、Glu和IL-10水平升高。这些变化与CUMS诱导的抑郁小鼠模型中的变化一致，并且LBRD和Verb治疗能够逆转这些变化。

图5. LBRD和Verb治疗对小鼠CUMS诱导抑郁模型神经元形态和突触可塑性的影响

在小鼠CUMS诱导的抑郁模型中，前额叶皮层（mPFC）的神经元形态受损，表现为细胞排列无序和细胞极性改变。经过LBRD和Verb治疗后，mPFC神经元形态得到改善，表现为细胞排列紧密、结构更清晰。

为了进一步研究LBRD和Verb对突触可塑性的影响，作者进行了高尔基染色实验。实验发现，CUMS显著降低了mPFC中前边缘皮层（PL）区域的总树突长度和脊柱密度，而LBRD和Verb治疗逆转了这一变化。另一方面，CUMS暴露导致伏隔核（NAc）中的MSNs树突的脊柱密度显著增加，但LBRD和Verb治疗能够逆转这种增加。这些结果表明，LBRD和Verb有助于维持小鼠脑内突触结构的稳定性，进而可能改善抑郁症状。