基于Ghrelin/GOAT/GHS-R1a系统研究疏肝和胃汤调节抑郁症摄食异常的作用机制

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目的本研究通过分析《伤寒杂病论》中有关摄食异常症状的条文,总结《伤寒杂病论》对摄食异常相关症候病因病机及辨治的认识。通过对抑郁症与肝胃不和证的比较,讨论疏肝和胃汤对摄食异常的治疗作用。运用系统药理学预测抑郁症摄食异常的主要基因靶点与疏肝和胃汤抗抑郁有效成分的作用靶点、信号通路,并结合系统药理学结果从Ghrelin/GOAT/GHS-R1a系统及LEAP2的变化趋势研究疏肝和胃汤调节抑郁症摄食异常的作用机制,为深入研究中药复方治疗抑郁症摄食异常的作用提供实验依据。方法1理论研究:采用文献分析法,在《伤寒杂病论》全文中以“饥”“食”“不欲食”“不能食”等为关键词进行检索,整理《伤寒杂病论》中描述摄食与摄食异常的条文,通过对条文分析总结出正常摄食的必要条件与摄食异常相关症状的病因病机,通过对抑郁症摄食减少相关症状的分析,讨论肝胃不和型抑郁症的治疗。2系统药理学研究:在TCMSP数据库中检索疏肝和胃汤(柴胡、枳实、白芍、郁金、砂仁、焦白术、黄连、吴茱萸、广木香、炙甘草)的活性成分及靶点信息。采用口服生物利用度(OB)值≥30%及药物相似性(DL)值≥0.18作为筛选条件,进一步筛选出靶基因并对靶基因进行去重处理。在GeneCards数据库、OMIM数据库、Disgenet数据库和TTD数据库中以“depression”“depressive disorder”“major depressive disorder”为关键词进行搜索,收集抑郁症相关疾病基因,并对关键靶基因进行GO和KEGG富集分析、蛋白质相互作用网络分析;同时通过绘制药物活性成分-靶点调控网络,对药物活性成分和靶点之间的相互关系进行了总体评估,借助Cytoscape软件计算蛋白间的连接度,通过连接度的相对大小确定核心蛋白与主要活性成分对接,构建“成分-靶点-通路-疾病”多维网络。同时运用citespace软件,纳入2000-2022年Web of Science核心合集数据库中抑郁症与脑肠肽的研究相关文献进行可视化分析,以主题词(“depression”,“brain-gut peptide”)结合自由词的方式检索,对抑郁症与脑肠肽领域的关键词进行可视化分析,研究两个领域中相关性最高的脑肠肽;结合二者的分析结果,探索疏肝和胃汤治疗抑郁症的潜在分子机制、关键靶点基因及潜在的信号通路,预测其可能的抗抑郁、改善摄食的作用机制。3实验研究:采用慢性不可预知温和应激结合孤养法造模,每天随机选择1种刺激:昼夜颠倒,断水24 h,断食24 h,4℃冰水游泳5 min,夹尾1 min,摇晃(1次/s,持续5 min),束缚2 h,每种刺激平均使用6次,造模共计6 w。在造模第四周结束后开始给予疏肝和胃汤及阿拉莫林(Anamorelin)灌胃,同时造模,共计2w。造模结束后运用ELISA法检测抑郁模型大鼠血清中AG、UAG、GOAT与LEAP2的含量,计算AG占总Ghrelin的比值。运用RT-PCR法检测胃底GOAT、肝脏LEAP2表达。运用荧光免疫双标法检测下丘脑Arc区NPY与c-Fos光密度的变化。结果1理论研究通过研究《伤寒杂病论》中摄食相关症状,得出以下结论:正常的进食有赖于:①脾胃健运:脾与胃相表里,正常的摄食需要脾与胃协同作用,二者纳运相得、升降相因、燥湿相济,共同完成对饮食物的消化与对水谷精微的输布;②腑气通畅:六腑以通为用顺,以降为顺,腑气通畅则能传化水谷,使胃正常受纳;③肝胃调和:肝的正常疏泄是胃气通降的前提,胃气和则其人能食。各种原因导致的脾胃功能失常,都可以纳食异常,表现出“不欲食”、“不能食”等摄食异常的症状,摄食异常及其伴随症的不同是诊断病因病机的要点:①胃气健旺则胃的受纳腐熟与脾的运化功能正常,可见其人欲食,食下后无特殊不适,见“能食”,误汗误吐误下都可损伤脾胃导致“不能食”;②寒邪犯胃伤阳气不能食,热邪犯胃胃热炽盛可见消谷善饥,以摄食量的改变辨邪气寒热;③寒邪内盛,大伤脾阳,寒性收引凝滞,其脉弦紧、拘急腹痛,患者不欲食伴腹痛剧不可近,脾胃虚寒不能输布水液见不欲食伴大便稀溏或先干后溏,腹部冷痛喜温喜按;④胃实热证胃火炽盛腐熟太过见消谷善饥,若本有脾胃虚寒,邪热为客热反而不能消谷,导致胃气上逆,出现食后呕吐或腹胀;⑤邪在胃中多见朝食暮吐,邪在上焦进食之物入口即吐,呕吐与进食的时间越短说明病邪阻滞的部位越高;⑥脾失健运气机壅滞,见不能食伴腹胀,胃病多见胃气上逆,见不能食伴呕吐;⑦胃燥成实腑气不通,胃气不降见不能食;若阳明病初起,虽有津亏但胃气尚能通降则见阳明腑实证与能食并见;⑧肝失疏泄,木郁乘土,肝胃不和,不欲食与情绪抑郁低落并见;⑨正常进食后不发热或微发热,久病之人若有食后微热,可能是胃气来复的表现,若发为暴热是胃气衰败,将绝之阳气曝露于外,预后不良。抑郁症与肝胃不和证都可由长期外界负面刺激导致,肝胃不和证表现为情志低落抑郁、摄食减少,与抑郁症在症状上存在相似性。前期研究表明,抑郁模型大鼠VTA区DA神经元发生改变,疏肝和胃汤能够改善肝胃不和证患者的情志与纳食异常,并能增加抑郁模型大鼠体质量增长,改善其HPA轴功能亢进,能够通过增加抑郁模型大鼠体内DA、5-HT、5-HIAA、NE、GABA等神经递质的含量、调节PFC-NAc-VTA神经环路等途径发挥抗抑郁作用,说明肝胃不和证与抑郁症在病因病机、症状与治疗方面存在相似性。2系统药理学研究在TCMSP数据库中检索疏肝和胃汤的活性成分及靶点信息得到152个潜在作用靶点基因。运用Genecard数据库、OMIM数据库等收集抑郁症相关疾病基因,共得到10067个与抑郁症相关的基因。利用GEO数据库的抑郁症数据集,基于抑郁症样本和Control样本鉴定出3213个差异基因。对得到的活性成分靶基因、抑郁症疾病基因和差异基因取交集,共得到40个交集基因,其中与摄食直接相关的LEP基因表达上调,LEP编码的Leptin蛋白能够通过抑制NPY神经元激活对Ghrelin的促食作用产生拮抗。运用CiteSpace软件对经筛选后的2000-2022年间抑郁症与脑肠肽领域的818篇文献进行可视化分析,并对高频共享关键词进行梳理,发现脑肠肽与抑郁症摄食异常具有高度相关性;中心度最高的脑肠肽关键词为Ghrelin,说明Ghrelin与抑郁症关系密切。以上研究说明Leptin与Ghrelin均作用于抑郁模型大鼠摄食与体质量的改变。3实验研究实验一疏肝和胃汤对抑郁模型大鼠行为学与体质量的变化的影响①疏肝和胃汤对抑郁模型大鼠体质量变化的影响:造模6周后,与空白组比较,模型组体质量明显减少(P<0.01);与模型组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组体质量增加(P<0.05或P<0.01);与阿拉莫林组比较,疏肝和胃汤高剂量组体质量增加(P<0.05)。表明造模后大鼠体质量增长减少,疏肝和胃汤能促进抑郁模型大鼠体质量增长,高剂量时其作用优于阿拉莫林。②疏肝和胃汤对抑郁模型大鼠糖水偏好率的影响:与空白组比较,模型组大鼠糖水偏好率减少(P<0.01);与模型组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组糖水偏好率增加(P<0.01或P<0.05);与阿拉莫林组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组糖水偏好率无显著差别。表明疏肝和胃汤可以提高抑郁模型大鼠糖水偏好,其作用与阿拉莫林无显著差别。③疏肝和胃汤对抑郁模型大鼠旷场运动距离的影响:与空白组比较,模型组大鼠旷场活动距离减少(P<0.01);与模型组比较,疏肝和胃汤高剂量组活动距离增加(P<0.01);与阿拉莫林组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组活动距离增加(P<0.01或P<0.05)。表明疏肝和胃汤可以增加抑郁模型大鼠的活动距离,其作用优于阿拉莫林。④疏肝和胃汤对抑郁模型大鼠强迫游泳不动时间的影响:与空白组比较,模型组大鼠强迫游泳不动时间增加(P<0.01);与模型组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组强迫游泳不动时间减少(P<0.01或P<0.05);与阿拉莫林组比较,疏肝和胃汤高剂量组不动时间减少(P<0.05)。表明疏肝和胃汤可以缩短抑郁模型大鼠强迫游泳不动时间,高剂量时其作用优于阿拉莫林。实验二疏肝和胃汤对抑郁模型大鼠血清Ghrelin酰化的影响①疏肝和胃汤对血清中AG的含量的影响:与空白组比较,模型组大鼠血清AG含量显著减少(P<0.01);与模型组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组血清AG含量升高(P<0.01);与阿拉莫林组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组血清AG含量升高(P<0.01)。表明造模后大鼠血清AG含量减少,疏肝和胃汤可以升高抑郁模型大鼠血清中AG的含量,其作用优于阿拉莫林。②疏肝和胃汤对血清中UAG的含量的影响:与空白组比较,抑郁模型大鼠血清UAG含量明显减少(P<0.01);与模型组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组血清UAG含量较模型组均升高(P<0.01或P<0.05);与阿拉莫林组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组血清UAG含量较模型组均升高(P<0.01或P<0.05)。表明造模后大鼠血清中UAG含量减少,疏肝和胃汤可以升高抑郁模型大鼠UAG的含量,其作用优于阿拉莫林。③疏肝和胃汤对血清中AG占总Ghrelin 比值的影响:计算AG占总Ghrelin(AG与UAG含量的和)的比值,与空白组比较,模型组比值降低(P<0.05);与模型组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组比值升高(P<0.05);与阿拉莫林组比较,疏肝和胃汤高剂量组比值升高(P<0.05)。表明造模后大鼠血清中Ghrelin酰化减弱,疏肝和胃汤能够促进UAG酰化,高剂量时其作用优于阿拉莫林。实验三疏肝和胃汤对大鼠胃底GOAT表达与含量的影响①疏肝和胃汤对抑郁模型大鼠胃底GOAT mRNA表达的影响:与空白组比较,抑郁模型大鼠胃底GOAT mRNA表达显著降低(P<0.01);与模型组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组胃底GOAT mRNA表达显著升高(P<0.01);与阿拉莫林组比较,疏肝和胃汤组胃底GOAT mRNA表达升高(P<0.01或P<0.05)。表明造模后大鼠胃底GOAT mRNA表达减少,疏肝和胃汤可以升高抑郁模型大鼠胃底GO AT mRNA的表达,其作用优于阿拉莫林。②疏肝和胃汤对抑郁模型大鼠胃底GOAT含量的影响:与空白组比较,抑郁模型大鼠胃底GOAT含量显著降低(P<0.01);与模型组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组大鼠胃底GOAT含量升高(P<0.05);与阿拉莫林组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组GOAT含量升高(P<0.05)。表明造模可导致大鼠胃底GOAT含量减少,疏肝和胃汤可以升高抑郁模型大鼠胃底GOAT的含量,其作用优于阿拉莫林。实验四疏肝和胃汤对大鼠肝脏LEAP2表达与含量的影响①疏肝和胃汤对大鼠肝脏LEAP2 mRNA表达的影响:与空白组比较,模型组大鼠肝脏LEAP2mRNA表达显著增加(P<0.01);与模型组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组肝脏LEAP2mRNA表达显著降低(P<0.01);与阿拉莫林组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组肝脏LEAP2 mRNA表达均降低(P<0.01,P<0.05)。实验表明造模后大鼠肝脏LEAP2 mRNA表达增加,疏肝和胃汤能够降低抑郁模型大鼠LEAP2 mRNA的表达,时其作用优于阿拉莫林。②疏肝和胃汤对大鼠肝脏LEAP2含量的影响:与空白组比较,模型组大鼠肝脏LEAP2含量显著增加(P<0.01);与模型组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组肝脏LEAP2的含量显著降低(P<0.01);与阿拉莫林组比较,高剂量组含量较降低(P<0.05)。表明造模可使大鼠肝脏LEAP2含量增加,疏肝和胃汤能够降低抑郁模型大鼠LEAP2含量,高剂量时其作用优于阿拉莫林。实验五疏肝和胃汤对抑郁模型大鼠下丘脑Arc区NPY与c-Fos的表达的影响①疏肝和胃汤对抑郁模型大鼠下丘脑Arc区NPY平均光密度值的影响:与空白组比较,模型组大鼠下丘脑Arc区NPY平均光密度值显著降低(P<0.01);与模型组比较,疏肝和胃汤高剂量组NPY平均光密度值显著增加(P<0.01);与阿拉莫林组比较,疏肝和胃汤高剂量组NPY平均光密度值显著增加(P<0.01)。表明造模后大鼠下丘脑Arc区NPY平均光密度值降低,疏肝和胃汤高剂量能够升高下丘脑Arc区NPY平均光密度值,其作用优于阿拉莫林。②疏肝和胃汤对大鼠下丘脑Arc区c-Fos平均光密度值的影响:与空白组比较,模型组大鼠下丘脑Arc区c-Fos平均光密度值显著降低(P<0.01);与模型组比较,疏肝和胃汤低、高剂量组c-Fos平均光密度值增加(P<0.05或P<0.01);与阿拉莫林组比较,疏肝和胃汤高剂量组c-Fos平均光密度值增加(P<0.05)。表明造模使大鼠下丘脑Arc区c-Fos平均光密度值降低,疏肝和胃汤能够升高下丘脑Arc区c-Fos平均光密度,高剂量时其作用优于阿拉莫林。结论1脾胃功能正常是纳食的基础。脾胃功能失常,胃的受纳腐熟与胃气通降失常,脾失运化气血津液输布失常,进而产生宿食、痰饮、瘀血等病理产物,表现出“不欲食”“不能食”等纳食异常,邪气的寒热虚实、病位不同、胃气是否通降与肝的疏泄功能是否正常都能影响纳食并产生不同的纳食异常。2抑郁症与肝胃不和证的病因都是感受外界不良刺激,肝胃不和证见情志低落抑郁、摄食减少,与抑郁症摄食减少在症状上具有一定的相似性。疏肝和胃汤能够治疗肝胃不和证,并能改善抑郁模型大鼠摄食与行为学,调节抑郁模型大鼠HPA轴、调节脑肠肽,说明肝胃不和证与抑郁症在病因、症状与治疗方面存在高度相似性。3通过对疏肝和胃汤活性成分靶基因、抑郁症疾病基因和差异表达基因取交集,共得到40个关键靶基因,其中与摄食直接相关的LEP基因表达上调。LEP编码的Leptin具有抑制摄食降低体重的作用,通过抑制NPY神经元激活发挥对Ghrelin的拮抗的作用;通过对抑郁症与脑肠肽领域的高频关键词进行分析,发现Ghrelin与抑郁症摄食改变密切相关,疏肝和胃汤可能是通过调节这一对相互拮抗的神经肽发挥抗抑郁、促进摄食的作用。4疏肝和胃汤改善摄食异常可能是通过以下4个方面实现的:①增加Ghrelin的表达与合成;②促进Ghrelin酰化,升高AG水平;③降低LEAP2的表达,减少GSH-R1a的抑制,促进NPY神经元激活;④降低Leptin的水平,改善NPY神经元抑制。综合以上结果,表明疏肝和胃汤可能是通过调控Ghrelin/GOAT/GHS-R1a系统及参与调控LEAP2与Leptin的合成起到抗抑郁、改善摄食异常、增加体质量的作用。
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