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抑郁症是一种以兴趣减退、心境低落、思维和运动迟缓以及食欲不振为主要临床特点的精神障碍性疾病,其患病率随着人们不断加快的生活节奏以及一直加剧的社会竞争而日趋上升,不仅妨害患者身心,还给患者家人的正常生活和社会的健康发展带来了不容易解决的问题。目前,临床对抑郁症患者的治疗方式主要依赖于西药,但并不能满足见效相对较快、疗效令人满意的需求,甚至会产生影响人体健康的副作用等弊端。同时,抑郁症的发病机制十分繁杂还未完全理清,需要研究人员进一步探索。因此,研究安全有效的药物并且引入全新的作用机制是十分有意义的。人参是一种宝贵的传统中药材,具有大补元气、安神益智的功效。现代临床研究表明,抑郁症是人参的适应证之一。人参皂苷是从人参中提取的重要活性成分,传统上被用于治疗失眠、心悸以及情绪障碍。其中,人参皂苷Rd被认为是一种潜在的神经保护剂,在抑郁症治疗方面具有较为广阔的前景,但其发挥抗抑郁作用的作用机制还需要进一步研究。缺氧诱导因子-1α(HIF-1α),是人体组织细胞中一种与氧分压变化相关的感受器,能够十分敏感地感受到细胞中氧分压的改变,并作出相应的反应来维持体内氧分压的动态平衡。研究表明,HIF-1α不仅响应于缺氧压力,还响应于严重的心理压力,是一个治疗抑郁症的重要靶标。本实验以HIF-1α为切入点,通过建立行为绝望抑郁模型和慢性不可预知性温和应激(CUMS)抑郁模型研究了人参皂苷Rd的抗抑郁作用及作用机制。1.分子对接方法预测人参皂苷Rd与靶蛋白HIF-1α、VEGF及VEGFR-2间的亲和力目的:预测人参皂苷Rd与HIF-1α、血管内皮生长因子(VEGF)、血管内皮生长因子受体-2(VEGFR-2)三种蛋白间的亲和力。方法:以人参皂苷Rd为配体,HIF-1α、VEGF、VEGFR-2为受体,使用PyRx(0.8)软件进行分子对接,以对接结果显示的结合能来评估受体与配体间结合的可能性、氢键个数以及结合的氨基酸残基。使用PyMOL(1.8.6)进行结果可视化。结果:人参皂苷Rd和HIF-1α、VEGF和VEGFR-2形成的氢键数分别为7、7和10。此外,人参皂苷Rd与候选靶标HIF-1α、VEGF、VRGFR-2的结合能均小于-7 Kcal/mol。结论:配体和受体自发结合的可能性很大,为我们进一步的研究提供了依据。2.人参皂苷Rd对行为绝望模型小鼠的抗抑郁作用及其对HIF-1α-VEGF通路的影响目的:研究人参皂苷Rd的抗抑郁作用及机制。方法:建立行为绝望模型,以强迫游泳实验和旷场实验评价人参皂苷Rd的抗抑郁作用,采用荧光定量PCR技术和Western-Blotting技术检测HIF-1α-VEGF通路mRNA和蛋白水平的表达。结果:强迫游泳实验结果显示,与空白组比较,人参皂苷Rd低剂量组和高剂量组均能够显著缩短行为绝望模型小鼠在强迫游泳装置中的累计不动时间(P<0.01或P<0.001);旷场实验结果显示,与空白组相比,人参皂苷Rd低剂量组和高剂量组并不能够显著影响小鼠自主活动,主要表现为不能影响旷场测试中小鼠的移动距离、移动速度、进入中心的次数以及在中心停留的时间;人参皂苷Rd低剂量组和高剂量组海马HIF-1α、VEGF mRNA的表达水平相较于空白对照组明显升高(P<0.05或P<0.01);与空白组比较,人参皂苷Rd低剂量组和高剂量组海马HIF-1α、VEGF蛋白表达水平明显升高(P<0.05或P<0.01或P<0.001)。结论:人参皂苷Rd对行为绝望模型小鼠产生良好的抗抑郁作用,其作用机制可能是人参皂苷Rd对海马中HIF-1α-VEGF信号通路有激活作用。3.人参皂苷Rd通过HIF-1α-VEGF通路产生抗抑郁作用的验证目的:研究HIF-1α在人参皂苷Rd发挥抗抑郁作用中的必要性。方法:小鼠给予人参皂苷Rd后腹腔注射HIF-1α阻断剂2-甲氧基雌二醇(2-ME),以强迫游泳实验和旷场实验探索人参皂苷Rd的抗抑郁作用是否被2-ME阻断。结果:给予高剂量的人参皂苷Rd后腹腔注射2-ME的小鼠相较于空白对照组小鼠,在强迫游泳装置模拟的绝望环境中累计不动时间并没有明显缩短,且旷场评分无明显差异。结论:人参皂苷Rd的抗抑郁作用可以被2-ME阻断,进一步验证了 HIF-1α在该作用中是必不可少的。4.人参皂苷Rd对慢性不可预知性应激(CUMS)抑郁模型大鼠的抗抑郁作用及其对HIF-1α-VEGF介导的神经元突触可塑性的影响目的:研究人参皂苷Rd的抗抑郁作用及作用机制。方法:将大鼠置于七天内不重复的应激源建立CUMS模型,以蔗糖偏好实验和旷场实验评估抑郁模型是否成功建立以及人参皂苷Rd的抗抑郁作用,采用荧光定量PCR技术和Western-Blotting技术检测HIF-1α-VEGF通路、VEGFR-2、PI3K-AKT-mTOR通路以及突触可塑性调节因子,即突触蛋白-1(SYN-1)和突触后致密物-95(PSD-95)的mRNA和蛋白表达水平。结果:在蔗糖偏好实验中,CUMS组大鼠的蔗糖偏好率显著低于对照组(P<0.001),而经低剂量和高剂量的人参皂苷Rd治疗后,大鼠的蔗糖偏好率明显高于CUMS组(P<0.05或P<0.01);动物活动轨迹分析结果显示,CUMS组在水平方向上的移动距离、速度、进入中心次数和停留时间均少于对照组(P<0.01或P<0.001),但经低剂量和高剂量的人参皂苷Rd治疗后,以上观察指标均优于CUMS组(P<0.05或P<0.01或P<0.001);PCR实验结果显示,与空白组相比,模型组的HIF-1α、VEGF、VEGFR-2、PI3K、AKT、mTOR的mRNA表达水平均明显降低(P<0.01或P<0.001),而低剂量人参皂苷Rd组的HIF-1α、VEGF、AKT的mRNA表达水平相较于模型组明显升高(P<0.01),高剂量人参皂苷 Rd 组的 HIF-1α、VEGF、VEGFR-2、PI3K、AKT、mTOR 的 mRNA 表达水平明显高于模型组(P<0.05或P<0.01或P<0.001);Western-Blotting结果显示,模型组的HIF-1α、VEGF、VEGFR-2、磷酸化PI3K、磷酸化AKT、磷酸化mTOR、SYN-1及PSD-95的蛋白表达水平明显低于正常组(P<0.05或P<0.01或P<0.001),人参皂苷Rd低剂量组HIF-1α、VEGFR-2、磷酸化PI3K、磷酸化AKT、磷酸化mTOR、SYN-1及PSD-95的蛋白表达水平明显高于模型组(P<0.05或P<0.01或P<0.001),人参皂苷Rd高剂量组的HIF-1α、VEGF、VEGFR-2、磷酸化PI3K、磷酸化AKT、磷酸化mTOR、SYN-1及PSD-95的蛋白表达水平均明显高于模型组(P<0.05或P<0.01或P<0.001)。结论:人参皂苷Rd对CUMS模型大鼠能够产生良好的抗抑郁作用,其作用机制可能与人参皂苷Rd能够激活HIF-1α-VEGF通路,进一步调节VEGFR-2介导的PI3K-AKT-mTOR信号通路来提高突触可塑性相关调节因子(SYN-1、PSD-95)的表达水平相关。