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摘要:目的:探讨芍药苷的抗抑郁作用及相关的促神经元再生机制。方法:实验动物采用成年C57BL/6雄性小鼠,和成年Wistar 雄性大鼠进行行为学研究。分别以强迫游泳实验(FST)和制作慢性不可预知应激抑郁模型(CUS),检测旷场实验(Open field test)、新环境进食抑制试验(NSF), 检测芍药甙有无抗抑郁作用。并制作脑片检测神经元再生情况。结果:芍药甙能促进海马神经元再生,并进而在动物试验中显示出抗抑郁样作用,其中芍药甙也能上调海马VEGF表达。
关键词:芍药甙 成年中枢神经再生 抑郁症 行为检测
抑郁症(Depression)是最常见的心境障碍,发病率很高,约15-17%,并且近年来呈逐年上升趋势;据世界卫生组织预计,到2020年,抑郁症将成为首位致残原因,是21世纪人类的主要杀手。其主要危害之一是自杀观念,抑郁症使许多患者痛苦不堪,几乎15%的抑郁症患者因此而自杀;其二,抑郁症还是多种重大疾病如心血管疾病、脑卒中的发病原因;其三,发病人群是年轻人,虽然抑郁症可发生在各个年龄段,但其平均发病年龄为20岁;可见,抑郁症对患者、家庭以及社会均造成了巨大的负担,严重危害着人类的生命与健康。因此,抑郁症的防治是当今医学科学研究的重大课题。
目前虽已有多种治疗抑郁症的药物,如5-羟色胺(5-HT)、去甲肾上腺素(NE)再摄取抑制剂、三环类抗抑郁药等,都具有较好的疗效并且副作用较少,但并非所有的人都得到了积极的救治,事实上,不足50%的患者得到了有益的治疗。其原因是:第一,抗抑郁的药物起效慢,存在副作用,需治疗几周甚至几个月方可有效,而患者很难坚持到取得疗效;第二,治疗的费用高,特别是新药品种更是昂贵,长期的治疗患者难以承负。因此,寻找起效快、副作用少、效果好并且费用低廉的抗抑郁药物是当务之急。
基于神经元再生理论,我们从多种中药成分中筛选具有促进神经元再生作用的药物,而后检测其是否具有抗抑郁作用。这样我们筛选出了有效中药成分:芍药甙。
芍药甙是从草药白芍和赤芍中提取的中药单体,现已经发现其有多种药理作用,如抗炎、抗过敏、改善认知能力、改善血循环、抗血栓等。
材料和方法:
芍药甙促神经再生和抗抑郁作用实验
1.实验动物采用成年C57BL/6雄性小鼠,体重18-22克。2. 动物适应环境24小时后进行芍药甙腹腔注射,剂量为1mg/kg和0.5mg/kg,10 min 后Brdu(75mg/kg)腹腔注射。3.24小时后经心脏穿刺灌注固定大脑,冰冻切片,浮片法Brdu免疫组化,海马齿状回阳性细胞计数。4. C57BL/6小鼠腹腔注射芍药甙(1mg/kg)2小时后,取出海马,进行VEGF western blot 分析。5.采用成年Wistar 雄性大鼠(180-220g)进行行为学研究。制作慢性不可预知应激抑郁模型(CUS),三组动物(每组n=9)造模后分别给予生理盐水、佛罗西汀(5mg/kg)和芍药甙(1mg/kg)腹腔注射,每日一次,治疗14天。分别于造模前、造模后、治疗后和治疗一周后检测旷场实验(Open field test)、新环境进食抑制试验(NSF), 检测芍药甙有无抗抑郁作用。6. 采用成年C57BL/6雄性小鼠,随机分为芍药甙(1mg/kg)组和生理盐水组,n=8,腹腔药物注射7天后进行强迫游泳实验(FST),检测芍药甙的抗抑郁作用
结果:
1、 芍药甙腹腔注射能显著促进小鼠海马齿状回Brdu阳性细胞数目,1mg/kg芍药甙组每视野阳性细胞数目为22.1 ± 3.1(means±S.E.M.),与对照组相比P<0.01;0.5mg/kg芍药甙组每视野阳性细胞数目为17.7±3.7(means±S.E.M.),与对照组相比P<0.05。[see Fig. 1].
2、 1mg/kg芍药甙腹腔注射后2小时,小鼠海马内VEGF表达水平显著升高[see fig 2].
3、 慢性不可预知应激抑郁模型造模后,动物体表得分显著降低,旷场试验中水平和垂直得分均明显降低,NSF试验中进食间隔时间明显延长,与造模前比较P<0.01。芍药甙(1mg/kg ip)和佛罗西汀(5mg/kg ip)均能部分逆转上述行为改变,与对照组比较P<0.01(see fig 3,45)。
4、 1mg/kg芍药甙腹腔注射7天后,C57BL/6雄性小鼠在强迫游泳实验中不动时间显著缩短,游泳时间显著增多,与生理盐水组相比P<0.01(see fig5)
讨论:
近年来神经科学的研究成果为抑郁症的治疗带来了革命性进展。成年海马区神经元再生在抑郁症的发生、发展过程中具有非常重要的作用;不同类型的应激如天敌气味应激、入侵应激、电击足应激和母子分离应激等均可导致成年海马神经元再生显著减少;并且海马神经再生的抑制与抑郁行为的发生密切相关:抗抑郁药物治疗可以通过促进神经元再生逆转抑郁行为; 而阻断抗抑郁药诱导的海马神经再生作用,则抗抑郁药也就失去了其抗抑郁的效果。更重要的是,临床脑成像技术研究发现,抑郁病人的海马体积缩小,而随着抑郁病情的改善,海马的体积会逐渐增大。这些研究成果都提示促进成年海马神经元再生可能为寻找起效快、副作用少的新型抗抑郁药带来曙光。激活海马区内源性神经前体细胞,促进成年脑神经元再生可能为抑郁症的治疗带来突破性的变革。
芍药甙能促进海马神经元再生,并进而在动物试验中显示出抗抑郁样作用,其中芍药甙也能上调海马VEGF表达,提示该种中药成分有可能成为临床抗抑郁药物。
参考文献:
[1] Wittchen, H.U. (2000) In Contemporary Psychiatry, (vol. 3) (Henn, F.A.et al. eds), pp. 232–234, Springer [2] Nemeroff C and Owens M (2002) Treatment of mood disorders. Nat Neurosci, 5:1068-1070
[3] Mueller, T.I. and Leon, A.C. (1996) Recovery, chronicity, and levels of psychopathology in major depression. Psychiatr. Clin. North Am. 19, 85–102
[4] Murray, C.J. and Lopez, A.D. (1997) Alternative projections of mortalityand disability by cause 1990–2020: global burden of disease study. Lancet 349, 1498–1504
[5] Jacobs, B.L. et al. (2000) Adult brain neurogenesis and psychiatry: a novel theory of depression. Mol. Psychiatry 5, 262–269
[6] Duman, R.S. et al. (2000) Neuronal plasticity and survival in mood disorders. Biol. Psychiatry 48, 732–739
[7] Santarelli, L. et al. (2003) Requirement of hippocampal neurogenesis for the behavioral effects of antidepressants. Science 301, 805–809
[8] Wang yue,(2002)Internal medicine of traditional Chinese medicine,(Publishing house of Shanghai university of traditional Chinese medicine,pp.385-386
[9] Shibata, S., Nakahara, M., Aimi, N., 1963. Studies on the consistituents of Japanese and Chinese crude drugs. VIII. Paeoniflorin; a glucoside of Chinese paeony root (1). Chemical & Pharmaceutical Bulletin 11, 372–378
[10] Yamahara, J., Yamada, T., Kimura, H., Sawada, T., Fujimura, H., 1982. Biologically active principles of crude drugs. II. Anti-allergic principles in “Shoseiryu-To” anti-inflammatory properties of paeoniflorin and its derivatives. Journal of Pharmacobio-dynamics 5, 921–929
关键词:芍药甙 成年中枢神经再生 抑郁症 行为检测
抑郁症(Depression)是最常见的心境障碍,发病率很高,约15-17%,并且近年来呈逐年上升趋势;据世界卫生组织预计,到2020年,抑郁症将成为首位致残原因,是21世纪人类的主要杀手。其主要危害之一是自杀观念,抑郁症使许多患者痛苦不堪,几乎15%的抑郁症患者因此而自杀;其二,抑郁症还是多种重大疾病如心血管疾病、脑卒中的发病原因;其三,发病人群是年轻人,虽然抑郁症可发生在各个年龄段,但其平均发病年龄为20岁;可见,抑郁症对患者、家庭以及社会均造成了巨大的负担,严重危害着人类的生命与健康。因此,抑郁症的防治是当今医学科学研究的重大课题。
目前虽已有多种治疗抑郁症的药物,如5-羟色胺(5-HT)、去甲肾上腺素(NE)再摄取抑制剂、三环类抗抑郁药等,都具有较好的疗效并且副作用较少,但并非所有的人都得到了积极的救治,事实上,不足50%的患者得到了有益的治疗。其原因是:第一,抗抑郁的药物起效慢,存在副作用,需治疗几周甚至几个月方可有效,而患者很难坚持到取得疗效;第二,治疗的费用高,特别是新药品种更是昂贵,长期的治疗患者难以承负。因此,寻找起效快、副作用少、效果好并且费用低廉的抗抑郁药物是当务之急。
基于神经元再生理论,我们从多种中药成分中筛选具有促进神经元再生作用的药物,而后检测其是否具有抗抑郁作用。这样我们筛选出了有效中药成分:芍药甙。
芍药甙是从草药白芍和赤芍中提取的中药单体,现已经发现其有多种药理作用,如抗炎、抗过敏、改善认知能力、改善血循环、抗血栓等。
材料和方法:
芍药甙促神经再生和抗抑郁作用实验
1.实验动物采用成年C57BL/6雄性小鼠,体重18-22克。2. 动物适应环境24小时后进行芍药甙腹腔注射,剂量为1mg/kg和0.5mg/kg,10 min 后Brdu(75mg/kg)腹腔注射。3.24小时后经心脏穿刺灌注固定大脑,冰冻切片,浮片法Brdu免疫组化,海马齿状回阳性细胞计数。4. C57BL/6小鼠腹腔注射芍药甙(1mg/kg)2小时后,取出海马,进行VEGF western blot 分析。5.采用成年Wistar 雄性大鼠(180-220g)进行行为学研究。制作慢性不可预知应激抑郁模型(CUS),三组动物(每组n=9)造模后分别给予生理盐水、佛罗西汀(5mg/kg)和芍药甙(1mg/kg)腹腔注射,每日一次,治疗14天。分别于造模前、造模后、治疗后和治疗一周后检测旷场实验(Open field test)、新环境进食抑制试验(NSF), 检测芍药甙有无抗抑郁作用。6. 采用成年C57BL/6雄性小鼠,随机分为芍药甙(1mg/kg)组和生理盐水组,n=8,腹腔药物注射7天后进行强迫游泳实验(FST),检测芍药甙的抗抑郁作用
结果:
1、 芍药甙腹腔注射能显著促进小鼠海马齿状回Brdu阳性细胞数目,1mg/kg芍药甙组每视野阳性细胞数目为22.1 ± 3.1(means±S.E.M.),与对照组相比P<0.01;0.5mg/kg芍药甙组每视野阳性细胞数目为17.7±3.7(means±S.E.M.),与对照组相比P<0.05。[see Fig. 1].
2、 1mg/kg芍药甙腹腔注射后2小时,小鼠海马内VEGF表达水平显著升高[see fig 2].
3、 慢性不可预知应激抑郁模型造模后,动物体表得分显著降低,旷场试验中水平和垂直得分均明显降低,NSF试验中进食间隔时间明显延长,与造模前比较P<0.01。芍药甙(1mg/kg ip)和佛罗西汀(5mg/kg ip)均能部分逆转上述行为改变,与对照组比较P<0.01(see fig 3,45)。
4、 1mg/kg芍药甙腹腔注射7天后,C57BL/6雄性小鼠在强迫游泳实验中不动时间显著缩短,游泳时间显著增多,与生理盐水组相比P<0.01(see fig5)
讨论:
近年来神经科学的研究成果为抑郁症的治疗带来了革命性进展。成年海马区神经元再生在抑郁症的发生、发展过程中具有非常重要的作用;不同类型的应激如天敌气味应激、入侵应激、电击足应激和母子分离应激等均可导致成年海马神经元再生显著减少;并且海马神经再生的抑制与抑郁行为的发生密切相关:抗抑郁药物治疗可以通过促进神经元再生逆转抑郁行为; 而阻断抗抑郁药诱导的海马神经再生作用,则抗抑郁药也就失去了其抗抑郁的效果。更重要的是,临床脑成像技术研究发现,抑郁病人的海马体积缩小,而随着抑郁病情的改善,海马的体积会逐渐增大。这些研究成果都提示促进成年海马神经元再生可能为寻找起效快、副作用少的新型抗抑郁药带来曙光。激活海马区内源性神经前体细胞,促进成年脑神经元再生可能为抑郁症的治疗带来突破性的变革。
芍药甙能促进海马神经元再生,并进而在动物试验中显示出抗抑郁样作用,其中芍药甙也能上调海马VEGF表达,提示该种中药成分有可能成为临床抗抑郁药物。
参考文献:
[1] Wittchen, H.U. (2000) In Contemporary Psychiatry, (vol. 3) (Henn, F.A.et al. eds), pp. 232–234, Springer [2] Nemeroff C and Owens M (2002) Treatment of mood disorders. Nat Neurosci, 5:1068-1070
[3] Mueller, T.I. and Leon, A.C. (1996) Recovery, chronicity, and levels of psychopathology in major depression. Psychiatr. Clin. North Am. 19, 85–102
[4] Murray, C.J. and Lopez, A.D. (1997) Alternative projections of mortalityand disability by cause 1990–2020: global burden of disease study. Lancet 349, 1498–1504
[5] Jacobs, B.L. et al. (2000) Adult brain neurogenesis and psychiatry: a novel theory of depression. Mol. Psychiatry 5, 262–269
[6] Duman, R.S. et al. (2000) Neuronal plasticity and survival in mood disorders. Biol. Psychiatry 48, 732–739
[7] Santarelli, L. et al. (2003) Requirement of hippocampal neurogenesis for the behavioral effects of antidepressants. Science 301, 805–809
[8] Wang yue,(2002)Internal medicine of traditional Chinese medicine,(Publishing house of Shanghai university of traditional Chinese medicine,pp.385-386
[9] Shibata, S., Nakahara, M., Aimi, N., 1963. Studies on the consistituents of Japanese and Chinese crude drugs. VIII. Paeoniflorin; a glucoside of Chinese paeony root (1). Chemical & Pharmaceutical Bulletin 11, 372–378
[10] Yamahara, J., Yamada, T., Kimura, H., Sawada, T., Fujimura, H., 1982. Biologically active principles of crude drugs. II. Anti-allergic principles in “Shoseiryu-To” anti-inflammatory properties of paeoniflorin and its derivatives. Journal of Pharmacobio-dynamics 5, 921–929