抑郁症是一种以持久心境低落为主要症状的精神疾病,已成为全球性的主要精神卫生问题。目前抑郁症的病理机制尚不清楚,涉及到神经系统、内分泌系统和免疫系统的异常。氟西汀作为临床常用的抗抑郁药物,其抗抑郁作用机制的研究主要集中在神经系统,对机体代谢网络的影响报道较少。油酰胺是近些年发现的具有抗抑郁作用的内源性脂肪酰胺,其抗抑郁作用机制的报道较少。代谢组学是从整体的角度研究机体所有代谢物的变化,能够认识和反映机体代谢网络在疾病和药物作用下的变化规律,已成功用于复杂的疾病机制和药物的作用机制的研究。本论文采用1H NMR、RP-UPLC-MS、HILIC-UPLC-MS和GC-FID多种分析技术,建立大鼠血浆和尿液的代谢组学分析方法。以慢性不可预见温和应激抑郁症模型组大鼠以及氟西汀和油酰胺给药组大鼠为研究对象,进行血浆和尿液的代谢组学研究,结合模式识别技术对样本进行分类,并寻找出与抑郁症疾病相关的以及与两种药物抗抑郁作用相关的生物标志物,阐明抑郁症复杂的病理机制和两种药物的抗抑郁作用机制。一、抑郁症模型大鼠给药前后血浆代谢物谱的1H NMR研究给予Sprague-Dawley大鼠慢性不可预见温和应激10周,成功建立了抑郁症大鼠模型,并给予模型组大鼠氟西汀或油酰胺2周。建立了大鼠血浆代谢组学分析的1H NMR方法,应用于正常组、模型组和给药组大鼠的血浆代谢物谱分析。采用模式识别技术对数据进行分析,结果表明正常组和模型组达到完全分离,两个给药组与模型组也可完全分离,并有向正常组恢复的趋势。模型组大鼠血浆中谷氨酰胺、缬氨酸、胆碱、乳酸和N-乙酰糖蛋白的浓度显著增加,而葡萄糖、乙酰乙酸和3-羟基丁酸的浓度显著降低,表明免疫炎症、糖代谢、能量代谢、氨基酸代谢和胆碱代谢的紊乱,这些紊乱的代谢途径可能与抑郁症的病理机制密切相关。氟西汀和油酰胺通过调节上述紊乱的代谢途径而达到抗抑郁作用,二者抗抑郁作用共同的机制为调节异常的糖代谢、能量代谢和氨基酸代谢。二者抗抑郁作用机制不同,其中氟西汀能够调节脂蛋白代谢并抑制炎症应答,而油酰胺则对胆碱代谢具有调节作用。二、抑郁症模型大鼠给药前后血浆和尿液代谢物谱的UPLC-MS研究建立了基于RP-UPLC-MS和HILIC-UPLC-MS技术的大鼠血浆和尿液代谢组学分析方法,并应用于正常组、模型组和给药组大鼠血浆和尿液代谢物谱的分析。两种色谱分离模式下的血浆和尿液数据经判别分析表明,模型组大鼠的血浆和尿液的代谢物谱均显著区别于正常组和给药组。血浆代谢组学研究表明,模型组大鼠血浆中C22：6 LPC、C20：4LPC、胆酸、苯丙氨酸、脱氧胞苷、丝氨酸、肉毒碱和乙酰肉毒碱的浓度显著增加,C14：0LPC、C16:0 LPC、色氨酸、尿酸、3-吲哚丙酸、肌酸、甜菜碱、脯氨酸、酪氨酸的浓度则显著降低,表明模型组大鼠体内主要存在氧化应激、免疫炎症、氨基酸代谢、胆酸代谢、能量代谢和肠道菌群的紊乱。尿液代谢组学的研究表明,模型组大鼠尿液中犬尿烯酸、黄尿烯酸、苯丙氨酸、马尿酸、苯乙酰甘氨酸、N2-琥珀酰-L-鸟氨酸、1-甲基组胺、肉毒碱和N-甲基烟酸的浓度显著增加,而色氨酸、吲哚-3-乙酸、柠檬酸盐、α-酮戊二酸、吲哚硫酸盐、肌酸酐、牛磺酸、甜菜碱、四氧嘧啶和N-乙酰组胺的浓度则显著降低,这些代谢物的变化表明氨基酸、组胺、牛磺酸和甜菜碱代谢紊乱,肠道菌群的显著变化和免疫炎症的激活。给予氟西汀和油酰胺后都能降低模型组大鼠体内的氧化应激、抑制免疫炎症反应、调节异常的能量代谢、氨基酸代谢、肠道菌群代谢、甜菜碱代谢和组胺代谢。其中氟西汀对氨基酸代谢的调节更全面,能够改善模型组大鼠体内苯丙氨酸、色氨酸、丝氨酸、脯氨酸和酪氨酸的浓度异常。此外,氟西汀还能减弱色氨酸沿犬尿素途径的代谢,改变大鼠尿液中γ-丁基甜菜碱、牛磺酸、次黄嘌呤和烟酸/异烟酸的浓度,表明氟西汀抗抑郁作用的多靶点性。而油酰胺能够调节体内多不饱和LPC、单不饱和LPC和饱和LPC的浓度,且对肠道菌群的紊乱具有广泛的调节作用,表明了油酰胺作用对磷脂代谢和肠道菌群调节的全面性。实验表明基于HILIC和RPLC的两种色谱分离模式的代谢组学研究具有互补性,能够得到血浆和尿液中不同极性的代谢物信息,增加生物标志物的数目,获得更多的生物学相关的信息,有利于抑郁症病理机制和抗抑郁作用机制的全面深入研究。三、抑郁症模型大鼠给药前后血浆和尿液代谢物谱的GC-FID研究建立了基于GC-FID技术的大鼠血浆和尿液代谢组学分析方法,并应用于正常组、模型组和给药组大鼠的血浆和尿液代谢物谱分析,血浆和尿液样品采用ECF衍生化。血浆代谢组学研究表明,模型组大鼠血浆中缬氨酸和亮氨酸的浓度显著升高,丙氨酸、脯氨酸、色氨酸、酪氨酸、软脂酸、硬脂酸和亚油酸的浓度显著降低,表明氨基酸和脂肪酸代谢的紊乱。氟西汀能够调节异常的氨基酸代谢,而油酰胺对脂肪酸代谢的紊乱具有很好的改善作用。尿液代谢组学研究表明,模型组大鼠尿液中缬氨酸、马尿酸和苯丙氨酸的浓度显著升高,酪氨酸、丙烷三羧酸和色氨酸的浓度显著降低,表明氨基酸代谢紊乱、肠道菌群改变以及TCA循环异常。氟西汀能够全面调节上述尿液代谢物的异常,而油酰胺能够降低尿液中缬氨酸、马尿酸的浓度,升高丙烷三羧酸的浓度。四、抑郁症模型大鼠给药前后血浆神经递质谱的UPLC-MS研究建立了基于UPLC-MS/MS的大鼠血浆神经递质谱的分析方法,血浆样品采用丹磺酰氯衍生化,在ESI正离子模式下进行多反应方式监测。应用建立的分析方法对正常组、模型组和给药组大鼠的血浆神经递质谱进行测定,结果表明模型组大鼠体内存在5-HT和NE神经递质的缺乏以及兴奋性神经递质Glu和抑制性神经递质GABA的平衡失调。氟西汀和油酰胺都能够提高血浆中5-HT、5-HIAA和GABA的浓度,此外氟西汀还可以增加血浆NE的浓度,调节Glu与GABA的平衡。本论文成功建立了基于1H NMR、UPLC-MS和GC-FID多种技术的代谢组学分析方法,这些分析方法的综合应用能够更全面的反映生物体内代谢的变化。研究结果表明抑郁症模型组与正常组大鼠的血浆和尿液代谢物谱存在显著差异,氟西汀和油酰胺可以不同程度地改善模型组大鼠体内代谢的紊乱。找到了与抑郁症疾病以及氟西汀和油酰胺抗抑郁作用相关的生物标志物,系统地阐明了抑郁症的病理机制以及氟西汀和油酰胺的抗抑郁作用机制。