β-细辛醚对抑郁症模型大鼠海马区BDNF的影响
(黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨，150000；齐齐哈尔医学院，黑龙江 齐齐哈尔，161000)
【摘要】 目的：观察β-细辛醚对抑郁症模型大鼠海马区脑源性神经营养因子(BDNF)表达的影响。方法：健康雄性清洁级SD大鼠60只，随机分为正常组、模型组、氟西汀组、β-细辛醚组。除正常组外，各组采用孤养加慢性轻度不可预见性刺激方法建立大鼠抑郁症模型，从应激第2天起分别灌胃给药至实验第21天。采用免疫组化法检测大鼠海马CA3区BDNF的表达。结果：与正常组相比，模型组大鼠海马BDNF表达的总面积、阳性细胞数和平均光密度均明显降低(P<0.01)。与模型组相比，氟西汀组、β-细辛醚组能够显著上调大鼠海马区BDNF表达(P<0.01)，但β-细辛醚组上调较氟西汀组明显；β-细辛醚组能够提升BDNF表达的平均光密度(P<0.01)。结论：β-细辛醚能够明显上调大鼠海马BDNF的表达。
【关键词】 β-细辛醚；抑郁症；脑源性神经营养因子
脑源性神经营养因子( brain-derived neurothrophic factor, BDNF)为神经营养因子家族的重要成员之一，在中枢和外周均广泛存在，一方面广泛参与调控中枢与外周多部位神经元的存活、分化和生长，同时也参与调控神经可塑性改变。神经可塑性及细胞再生能力的损伤可能是重症抑郁发病的病理生理基础。BDNF在抑郁症的发病过程中起到重要的作用，BDNF能促进神经发生及调节神经可塑性，BDNF表达增多促进海马区的神经发生。我们前期研究发现，石菖蒲挥发油具有较好的神经保护作用，为进一步探讨其作用机理，本研究观察石菖蒲的有效成分β-细辛醚对抑郁症模型大鼠海马CA3区BDNF表达的影响。1 材料与方法1.1 动物 清洁级健康SD雄性大鼠，体重180～200g，由大连医科大学实验动物中心提供，许可证号：SCXK(辽)2008-0002。1.2 药物 石菖蒲由哈尔滨市盛泰中药饮片加工厂生产，许可证编号：黑Y20050236，由齐齐哈尔医学院药物研究所专家鉴定。严格按中药煎煮提取工艺制剂，采取蒸馏法提取挥发油，按照专利低温结晶析出β-细辛醚。β-细辛醚标准品购于天津一方科技有限公司，高效液相色谱法进行对照检测，结果对照品成分与标准品成分一样。使用时，β-细辛醚用去离子双蒸水配成10mg/ml药物混悬液，盐酸氟西汀胶囊(苏州俞氏药业有限公司生产，国药准字H20093454)配制成1mg/ml药物混悬液。1.3 主要试剂及仪器 一抗(BDNF兔抗)试剂盒(购于Abcam公司)、二抗(与一抗相对应，均为鼠抗)试剂盒、免疫组化SP试剂盒、DAB显色剂、PBS缓冲液(购于福州迈新生物技术开发有限公司)；T3-200型分析天平、101-A恒温干燥箱、石蜡包埋机、石蜡切片机、低温超速离心机等仪器均由中心实验室提供。1.4 造模方法 正常组每笼饲养5只，正常饮水摄食，不给任何刺激。其余各组每笼饲养1只，并接受各种不同的随机应激刺激21天，刺激方法根据Katz法[1]改进。1.5 分组及给药 选取Open-field评分[2]相近的大鼠60只，按随机数字表法分为正常组、模型组、氟西汀组、β-细辛醚组，每组15只。除正常组外从应激第2天起灌胃给药，模型组和正常组给予等量生理盐水，氟西汀组按1.2mg·kg-1·d-1给药，β-细辛醚组按25mg·kg-1·d-1给药。每天上午8:00灌胃给药1次，直至造模结束。1.6 检测指标及方法1.6.1 实验大鼠Open-field行为评分 实验第21天再次Open-field行为学评分，将大鼠置于高40cm、底边长80cm、周壁涂黑、底板为白色的无盖方箱内，底板用黑线划成16cm×16cm的25个方格。以动物四肢完全进入一个分区作为一个水平活动得分、以双前肢完全抬离地面至放下作为一个垂直活动得分、以及观察大鼠的理毛(修饰)次数和大便颗粒数。每只动物仅进行一次测定，每次观察3min。1.6.2 免疫组化法半定量检测大鼠海马CA3区BDNF 大鼠用乙醚吸入麻醉后开胸，左心室插管，右心耳下开右心房，快速灌注生理盐水约200ml，之后快速滴入4%多聚甲醛5min后转为缓慢滴入，约500mL，进行全身灌注固定。断头取出脑组织。采用免疫组化SP检测法，当细胞膜上出现适当的阳性颗粒时，及时双蒸水冲洗终止显色。苏木素复染、水洗、盐酸酒精稍分化后返蓝，常规脱水、透明、中性树胶封片。Olympus显微镜、DP801形态分析软件进行图像采集和处理，计算抗原表达的总面积、阳性细胞数和平均光密度。每个部位测7个视野，取平均值。1.7 统计学方法 采用SPSS11.5统计软件处理，计量数据均以均数±标准差(x±s)表示，组间比较用单因素方差分析。2 结果2.1 各组大鼠Open-field行为评分比较表1示，实验第21天与正常组比较，模型组水平得分、垂直得分、修饰次数和大便颗粒数均明显减少(p<0.01)；实验第21天与模型组比较，β-细辛醚组和氟西汀组能够逆转上述各观察指标的改变(p<0.01)，差异均具有统计学意义。
表1 各组大鼠Open-field行为评分比较(x±s) 注：＃与正常组比P<0.01，△与模型组比P<0.01.2.2 各组大鼠海马区BNDF表达比较表2示，与正常组相比，模型组大鼠海马区BDNF表达的总面积、阳性细胞数和平均光密度均明显降低(p<0.01)；与模型组相比，β-细辛醚组和氟西汀组均能够明显上调BDNF的表达(p<0.01)；指标的改变差异具有统计学意义。
表2 各组大鼠海马区BNDF表达比较(x±s)
注：＃与正常组比P<0.01，△与模型组比P<0.01.3 讨论
本研究采用孤养加慢性轻度不可预见性刺激方法建立大鼠抑郁症模型，经行为学观察证实该模型基本模拟了抑郁症患者兴趣缺失、探究能力下降、精神运动迟滞等抑郁表现，可作为研究抑郁症的较理想模型。
BDNF属神经营养素家族，对发育过程中神经元的存活、分化和发育、以及参与成熟脑神经元的存活和功能发挥重要作用。酪氨酸激酶B(TrkB)是BDNF高亲和力受体。BDNF与TrkB结合，参与激活神经营养因子作用的磷脂酰肌醇-3-激酶/Akt(PI-3K/Akt),RAS-丝裂素激活蛋白激酶(RASMAPK)等信号转导途径。临床也观察到抑郁症患者血清BDNF水平较正常人明显降低，经过抗抑郁治疗后可以显著提升抑郁症患者的血清BDNF水平，同时改善患者的抑郁症状[3]。目前对于其作用机制以及生物学效应的研究逐渐深入，BDNF对海马神经的发生极为重要，促使海马神经元分裂，提高海马神经元的存活 [4] 。
本研究结果表明，慢性应激可以导致抑郁症模型大鼠海马区BDNF表达下降，这进一步证实了BDNF与抑郁症发病密切相关。抑郁症患者BDNF下调可能影响了海马正常功能的发挥，而海马是情绪整合和学习记忆的中枢。CA3 区是大量报道慢性应激状态下神经元损伤的重要部位。β-细辛醚能够明显上调抑郁症大鼠海马区BDNF表达，与氟西汀作用相类似。而β-细辛醚可增强大鼠在体肠管蠕动，能够改善抑郁症模型大鼠大便颗粒数的改变，与氟西汀比较具有优越性。由此可见，β-细辛醚可以通过上调海马区的 BDNF 表达防治应激性神经元损伤，从而实现防治应激损伤与抗抑郁作用。参考文献[1] Katz RJ Roth KA, Carroll BJ. Acute and chronic stress effects on open field activity in the rat:implications for a model of depression[J]. Neurosci Biobehav Rev, 1981,5(2):247-251.[2] Shirayama Y, Chen AC, Nakagawa S,et al.Brain-derived neurotrophic factor produces antidepressant effects in behavioral models of depression[J]. J Neurosci, 2002,22(8);3251-3261. [3] 张玉梅,张志珺,沙维伟,等.抑郁症患者治疗前后血清脑源性神经营养因子水平变化及相关因素分析[J]中华精神科杂志,2009,42(4):210-214.[4] Castre’n E,et al.Role of neurotrophic factors in depression[J].Curr Opin Pharmacol,2007,7(1)1:8-21.通讯作者：张晓杰, 百拇医药(孙玉荣 张晓杰 姚宏波)
【摘要】 目的：观察β-细辛醚对抑郁症模型大鼠海马区脑源性神经营养因子(BDNF)表达的影响。方法：健康雄性清洁级SD大鼠60只，随机分为正常组、模型组、氟西汀组、β-细辛醚组。除正常组外，各组采用孤养加慢性轻度不可预见性刺激方法建立大鼠抑郁症模型，从应激第2天起分别灌胃给药至实验第21天。采用免疫组化法检测大鼠海马CA3区BDNF的表达。结果：与正常组相比，模型组大鼠海马BDNF表达的总面积、阳性细胞数和平均光密度均明显降低(P<0.01)。与模型组相比，氟西汀组、β-细辛醚组能够显著上调大鼠海马区BDNF表达(P<0.01)，但β-细辛醚组上调较氟西汀组明显；β-细辛醚组能够提升BDNF表达的平均光密度(P<0.01)。结论：β-细辛醚能够明显上调大鼠海马BDNF的表达。
【关键词】 β-细辛醚；抑郁症；脑源性神经营养因子
脑源性神经营养因子( brain-derived neurothrophic factor, BDNF)为神经营养因子家族的重要成员之一，在中枢和外周均广泛存在，一方面广泛参与调控中枢与外周多部位神经元的存活、分化和生长，同时也参与调控神经可塑性改变。神经可塑性及细胞再生能力的损伤可能是重症抑郁发病的病理生理基础。BDNF在抑郁症的发病过程中起到重要的作用，BDNF能促进神经发生及调节神经可塑性，BDNF表达增多促进海马区的神经发生。我们前期研究发现，石菖蒲挥发油具有较好的神经保护作用，为进一步探讨其作用机理，本研究观察石菖蒲的有效成分β-细辛醚对抑郁症模型大鼠海马CA3区BDNF表达的影响。1 材料与方法1.1 动物 清洁级健康SD雄性大鼠，体重180～200g，由大连医科大学实验动物中心提供，许可证号：SCXK(辽)2008-0002。1.2 药物 石菖蒲由哈尔滨市盛泰中药饮片加工厂生产，许可证编号：黑Y20050236，由齐齐哈尔医学院药物研究所专家鉴定。严格按中药煎煮提取工艺制剂，采取蒸馏法提取挥发油，按照专利低温结晶析出β-细辛醚。β-细辛醚标准品购于天津一方科技有限公司，高效液相色谱法进行对照检测，结果对照品成分与标准品成分一样。使用时，β-细辛醚用去离子双蒸水配成10mg/ml药物混悬液，盐酸氟西汀胶囊(苏州俞氏药业有限公司生产，国药准字H20093454)配制成1mg/ml药物混悬液。1.3 主要试剂及仪器 一抗(BDNF兔抗)试剂盒(购于Abcam公司)、二抗(与一抗相对应，均为鼠抗)试剂盒、免疫组化SP试剂盒、DAB显色剂、PBS缓冲液(购于福州迈新生物技术开发有限公司)；T3-200型分析天平、101-A恒温干燥箱、石蜡包埋机、石蜡切片机、低温超速离心机等仪器均由中心实验室提供。1.4 造模方法 正常组每笼饲养5只，正常饮水摄食，不给任何刺激。其余各组每笼饲养1只，并接受各种不同的随机应激刺激21天，刺激方法根据Katz法[1]改进。1.5 分组及给药 选取Open-field评分[2]相近的大鼠60只，按随机数字表法分为正常组、模型组、氟西汀组、β-细辛醚组，每组15只。除正常组外从应激第2天起灌胃给药，模型组和正常组给予等量生理盐水，氟西汀组按1.2mg·kg-1·d-1给药，β-细辛醚组按25mg·kg-1·d-1给药。每天上午8:00灌胃给药1次，直至造模结束。1.6 检测指标及方法1.6.1 实验大鼠Open-field行为评分 实验第21天再次Open-field行为学评分，将大鼠置于高40cm、底边长80cm、周壁涂黑、底板为白色的无盖方箱内，底板用黑线划成16cm×16cm的25个方格。以动物四肢完全进入一个分区作为一个水平活动得分、以双前肢完全抬离地面至放下作为一个垂直活动得分、以及观察大鼠的理毛(修饰)次数和大便颗粒数。每只动物仅进行一次测定，每次观察3min。1.6.2 免疫组化法半定量检测大鼠海马CA3区BDNF 大鼠用乙醚吸入麻醉后开胸，左心室插管，右心耳下开右心房，快速灌注生理盐水约200ml，之后快速滴入4%多聚甲醛5min后转为缓慢滴入，约500mL，进行全身灌注固定。断头取出脑组织。采用免疫组化SP检测法，当细胞膜上出现适当的阳性颗粒时，及时双蒸水冲洗终止显色。苏木素复染、水洗、盐酸酒精稍分化后返蓝，常规脱水、透明、中性树胶封片。Olympus显微镜、DP801形态分析软件进行图像采集和处理，计算抗原表达的总面积、阳性细胞数和平均光密度。每个部位测7个视野，取平均值。1.7 统计学方法 采用SPSS11.5统计软件处理，计量数据均以均数±标准差(x±s)表示，组间比较用单因素方差分析。2 结果2.1 各组大鼠Open-field行为评分比较表1示，实验第21天与正常组比较，模型组水平得分、垂直得分、修饰次数和大便颗粒数均明显减少(p<0.01)；实验第21天与模型组比较，β-细辛醚组和氟西汀组能够逆转上述各观察指标的改变(p<0.01)，差异均具有统计学意义。
表1 各组大鼠Open-field行为评分比较(x±s) 注：＃与正常组比P<0.01，△与模型组比P<0.01.2.2 各组大鼠海马区BNDF表达比较表2示，与正常组相比，模型组大鼠海马区BDNF表达的总面积、阳性细胞数和平均光密度均明显降低(p<0.01)；与模型组相比，β-细辛醚组和氟西汀组均能够明显上调BDNF的表达(p<0.01)；指标的改变差异具有统计学意义。
表2 各组大鼠海马区BNDF表达比较(x±s)
注：＃与正常组比P<0.01，△与模型组比P<0.01.3 讨论
本研究采用孤养加慢性轻度不可预见性刺激方法建立大鼠抑郁症模型，经行为学观察证实该模型基本模拟了抑郁症患者兴趣缺失、探究能力下降、精神运动迟滞等抑郁表现，可作为研究抑郁症的较理想模型。
BDNF属神经营养素家族，对发育过程中神经元的存活、分化和发育、以及参与成熟脑神经元的存活和功能发挥重要作用。酪氨酸激酶B(TrkB)是BDNF高亲和力受体。BDNF与TrkB结合，参与激活神经营养因子作用的磷脂酰肌醇-3-激酶/Akt(PI-3K/Akt),RAS-丝裂素激活蛋白激酶(RASMAPK)等信号转导途径。临床也观察到抑郁症患者血清BDNF水平较正常人明显降低，经过抗抑郁治疗后可以显著提升抑郁症患者的血清BDNF水平，同时改善患者的抑郁症状[3]。目前对于其作用机制以及生物学效应的研究逐渐深入，BDNF对海马神经的发生极为重要，促使海马神经元分裂，提高海马神经元的存活 [4] 。
本研究结果表明，慢性应激可以导致抑郁症模型大鼠海马区BDNF表达下降，这进一步证实了BDNF与抑郁症发病密切相关。抑郁症患者BDNF下调可能影响了海马正常功能的发挥，而海马是情绪整合和学习记忆的中枢。CA3 区是大量报道慢性应激状态下神经元损伤的重要部位。β-细辛醚能够明显上调抑郁症大鼠海马区BDNF表达，与氟西汀作用相类似。而β-细辛醚可增强大鼠在体肠管蠕动，能够改善抑郁症模型大鼠大便颗粒数的改变，与氟西汀比较具有优越性。由此可见，β-细辛醚可以通过上调海马区的 BDNF 表达防治应激性神经元损伤，从而实现防治应激损伤与抗抑郁作用。参考文献[1] Katz RJ Roth KA, Carroll BJ. Acute and chronic stress effects on open field activity in the rat:implications for a model of depression[J]. Neurosci Biobehav Rev, 1981,5(2):247-251.[2] Shirayama Y, Chen AC, Nakagawa S,et al.Brain-derived neurotrophic factor produces antidepressant effects in behavioral models of depression[J]. J Neurosci, 2002,22(8);3251-3261. [3] 张玉梅,张志珺,沙维伟,等.抑郁症患者治疗前后血清脑源性神经营养因子水平变化及相关因素分析[J]中华精神科杂志,2009,42(4):210-214.[4] Castre’n E,et al.Role of neurotrophic factors in depression[J].Curr Opin Pharmacol,2007,7(1)1:8-21.通讯作者：张晓杰, 百拇医药(孙玉荣 张晓杰 姚宏波)