肖曉霞 陳暢 夏寶妹 陶偉偉
南京中醫(yī)藥大學(xué)1第一臨床醫(yī)學(xué)院,4基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院(南京210023);2南京中醫(yī)藥大學(xué)第三附屬醫(yī)院(南京210001);3南京特殊教育師范學(xué)院康復(fù)科學(xué)學(xué)院(南京210023)
產(chǎn)后抑郁癥(postpartum depression,PPD)是分娩最常見和致殘的并發(fā)癥之一,其發(fā)病率在高收入國家為6.9%~12.9%,低中等收入國家達(dá)到20%以上[1]。約20%的患者出現(xiàn)自殺念頭,其引起的產(chǎn)婦自殺是導(dǎo)致孕產(chǎn)婦死亡的主要原因[1-2],給產(chǎn)婦、家庭及社會帶來嚴(yán)重危害。因此,研究PPD 的發(fā)病機(jī)制以及藥物防治具有重要的臨床意義。
哺乳動物sirtuins(SIRT1-7)是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+)依賴性脫酰酶,參與衰老、炎癥、能量代謝、細(xì)胞分化、應(yīng)激反應(yīng)等多種細(xì)胞過程的調(diào)節(jié)[3-4]。sirtuins具有不同的亞細(xì)胞定位和酶活性。其中,沉默信息調(diào)節(jié)因子1(silent information regulator 1,SIRT1)表現(xiàn)出NAD 依賴性脫乙酰酶活性,可使多種底物去乙?;Q芯浚?-7]表明SIRT1 在抑郁癥的發(fā)病中發(fā)揮重要作用,但其在PPD 的發(fā)病機(jī)制中鮮有研究。細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signalregulated kinase,ERK)—核糖體S6 蛋白激酶(ribosomal S6 kinase,RSK)—轉(zhuǎn)錄因子環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cyclic adenosine monophosphate response element binding protein,CREB)信號通路是將細(xì)胞外刺激信號從細(xì)胞表面受體傳導(dǎo)至細(xì)胞核的重要信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑之一,其在神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)性疾病中被廣泛研究。研究[8]發(fā)現(xiàn)ERK信號參與了SIRT1 介導(dǎo)的神經(jīng)保護(hù)作用,兩者協(xié)同發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。但在PPD 中ERK 信號是否參與了SIRT1 介導(dǎo)的抗抑郁作用,尚未見到相關(guān)報(bào)道。
氟西汀、丙咪嗪等傳統(tǒng)抗抑郁藥會導(dǎo)致患者出現(xiàn)頭痛、惡心、口干等不良反應(yīng)[9],且治療周期長、費(fèi)用高,臨床上患者治愈率往往不高。與西藥治療相比,中藥具有整體調(diào)節(jié)、副作用小、價(jià)格低廉等優(yōu)勢,近年來已成為PPD 新藥研發(fā)的熱點(diǎn)。其中,越鞠甘麥大棗湯由“統(tǒng)治六郁”的越鞠丸合甘麥大棗湯劃裁而來,在實(shí)踐中療效確鑿[10],但其相關(guān)基礎(chǔ)研究較少。本實(shí)驗(yàn)在構(gòu)建PPD 動物模型的基礎(chǔ)上,以SIRT1-ERK1/2 信號通路為切入點(diǎn),探討在PPD 模型中是否存在該信號通路的異常,以及越鞠甘麥大棗湯能否通過該通路發(fā)揮抗抑郁作用,以期為PPD 的臨床治療提供新思路和研究依據(jù)。
1.1 實(shí)驗(yàn)動物Balb/c 雌性小鼠40 只,6~8 周齡,體質(zhì)量20~22 g,購買于青龍山動物中心,動物合格證:SCXK(蘇)2016-0010。
1.2 藥物及試劑實(shí)驗(yàn)藥材購自南京中醫(yī)藥大學(xué)國醫(yī)堂門診。越鞠甘麥大棗湯組方:神曲100 g、香附100 g、梔子100 g、淮小麥250 g、蒼術(shù)100 g、川芎100 g、大棗375 g、炙甘草125 g。上述藥物加8 倍量水浸泡30 min,煎煮1 h,收集藥液,加6 倍量水2 次煎煮,合并兩次藥液,65 ℃旋蒸濃縮至藥物終濃度為8.3 g/kg;艾司西酞普蘭(美侖,批號:MB1290);抗體:SIRT1(Affinity,貨號:DF6033)、ERK(CST,貨號:9102)、P-ERK(CST,貨號:4376)、P90RSK(Affnity,貨號:AF4777)、CREB(proteintech,貨號:12208-1-AP)、GAPDH(proteintech,貨號:60004-1-Ig);蛋白Marker(良緯科技,貨號:Y007);ECL 發(fā)光液(Affinity,貨號:KF001)。
1.3 主要儀器動物行為分析系統(tǒng)(Any-maze,USA);蛋白電泳及轉(zhuǎn)膜儀(Bio-Rad,USA);凝膠成像及分析系統(tǒng)(Tannon-5200,上海天能)。
1.4 模型制備及越鞠甘麥大棗湯給藥40 只雌性Balb/c 小鼠隨機(jī)分為對照組、模型組、艾司西酞普蘭組和越鞠甘麥大棗湯組,每組10 只。除對照組,應(yīng)激母鼠每天給予束縛刺激6 h(11:00~17:00)聯(lián)合每周2 次24 h 光照刺激。應(yīng)激6 周后,對照組和應(yīng)激小鼠均與正常雄性Balb/c 小鼠合籠交配。小鼠分娩3 周后,對照組和模型組按10 mL/(kg·d)劑量生理鹽水灌胃,艾司西酞普蘭組按20 mg/(kg·d)劑量腹腔注射,越鞠甘麥大棗湯組按8.3 g/(kg·d)劑量灌胃,給藥2 周,進(jìn)行糖水偏好和強(qiáng)迫游泳測試,以小鼠糖水偏好降低和強(qiáng)迫游泳不動時(shí)間增加為判斷造模成功的主要依據(jù)。
1.5 指標(biāo)檢測
1.5.1 糖水偏好測試造模前,每只小鼠給予兩瓶2% 蔗糖溶液適應(yīng)3 d。測試前24 h,小鼠單籠飼養(yǎng),禁食禁水,每只小鼠給予2%蔗糖溶液和純水各1 瓶,1 h 后交換蔗糖溶液和純水瓶的位置,記錄小鼠2 h 內(nèi)蔗糖溶液和純水的消耗量。蔗糖消耗百分比計(jì)算公式為:蔗糖消耗%=[(蔗糖消耗量)/(蔗糖消耗量+純水消耗量)]×100%。
1.5.2 強(qiáng)迫游泳測試將小鼠置于水深約為15 cm的圓柱體玻璃容器(直徑18 cm,高25 cm)中,調(diào)整水溫為24~26 ℃,每只小鼠共游泳6 min。Anymaze 軟件記錄小鼠活動,并分析最后4 min 的不動時(shí)間。
1.5.3 蛋白免疫印跡法檢測蛋白表達(dá)水平小鼠處死后在冰上取出海馬組織,提取蛋白并測定濃度。10% SDS-PAGE 膠上樣,電泳分離,濕轉(zhuǎn)將蛋白轉(zhuǎn)移至聚偏二氟乙烯膜上,5%牛奶室溫封閉1 h。分別用SIRT1、ERK1/2、P-ERK1/2、P90RSK、CREB 一抗孵育,4 ℃過夜。TBST 漂洗3 × 10 min。二抗室溫孵育1 h,TBST 漂洗3 × 10 min。暗室中ECL 發(fā)光液顯影,采集各條帶及其內(nèi)參的灰度值,得到各樣本蛋白的灰度比值。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法符合正態(tài)分布數(shù)據(jù)均用()表示,應(yīng)用GraphPad Prism 7 統(tǒng)計(jì)分析軟件對多組間數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,Post Hoc Test 選用LSD 方法,P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 越鞠甘麥大棗湯對PPD 小鼠抑郁樣行為的影響
2.1.1 越鞠甘麥大棗湯增加PPD 小鼠糖水偏好
與對照組(Con)相比,模型組(Mod)小鼠的糖水偏好下降(P<0.05);與模型組相比,越鞠甘麥大棗湯(YG)和艾司西酞普蘭(Es)給藥均能明顯增加小鼠的糖水偏好(P<0.05)。見圖1。
圖1 各組小鼠的糖水偏好Fig.1 The sucrose preference of mice in each group
2.1.2 越鞠甘麥大棗湯減少PPD 小鼠強(qiáng)迫游泳不動時(shí)間與對照組相比,模型組小鼠強(qiáng)迫游泳測試的不動時(shí)間增加(P<0.01);與模型組相比,越鞠甘麥大棗湯和艾司西酞普蘭給藥均能降低小鼠的不動時(shí)間(P<0.05)。見圖2。
圖2 各組小鼠的強(qiáng)迫游泳不動時(shí)間Fig.2 Immobility time of mice in each group in forced swimming test
2.1.3 越鞠甘麥大棗湯增加PPD小鼠體質(zhì)量與對照組相比,模型組小鼠的體質(zhì)量減少(P<0.05);與模型組相比,越鞠甘麥大棗湯和艾司西酞普蘭均能增加小鼠的體質(zhì)量(P<0.05)。見圖3。
圖3 各組小鼠的體質(zhì)量Fig.3 The body weight of mice in each group
2.2 越鞠甘麥大棗湯對PPD 小鼠海馬SIRT1-ERK1/2 信號相關(guān)蛋白表達(dá)的影響與對照組相比,模型組小鼠海馬中SIRT1(圖4A)、P-ERK1/2(圖4B)、P90RSK(圖4C)及CREB(圖4D)的表達(dá)均降低(P<0.05),ERK 表達(dá)無明顯變化(P>0.05),P-ERK/ERK 降低(P<0.05)。與模型組相比,越鞠甘麥大棗湯增加小鼠海馬SIRT1、P-ERK/ERK、P90RSK 及CERB 的表達(dá)(P<0.05),與艾司西酞普蘭作用相似(P<0.05)。
研究表明,情緒和焦慮病史是導(dǎo)致母親產(chǎn)后出現(xiàn)抑郁癥狀的高危因素[1],抑郁動物表現(xiàn)出自發(fā)活動總路程減少、糖水偏好降低、強(qiáng)迫游泳不動時(shí)間增加等抑郁行為[11-12]。其中,反應(yīng)快感缺失的糖水偏好降低和反應(yīng)行為絕望的強(qiáng)迫游泳不動時(shí)間增加是抑郁動物的核心癥狀。本研究選取了糖水偏好測試和強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)作為判斷造模成功與否的主要依據(jù),并根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)建立產(chǎn)前應(yīng)激誘導(dǎo)的PPD 模型[13]。本研究結(jié)果表明,模型組小鼠表現(xiàn)出糖水偏好降低,強(qiáng)迫游泳不動時(shí)間增加,體質(zhì)量減少等抑郁樣行為,提示造模成功。越鞠甘麥大棗湯和艾司西酞普蘭給藥均能增加小鼠糖水偏好,降低小鼠強(qiáng)迫游泳不動時(shí)間并增加小鼠的體質(zhì)量,表明越鞠甘麥大棗湯與艾司西酞普蘭均表現(xiàn)出抗抑郁治療作用。
圖4 各組小鼠海馬中SIRT1-ERK1/2 信號通路相關(guān)蛋白表達(dá)水平Fig.4 Expression level of SIRT1-ERK1/2 signaling pathway related proteins in the hippocampus of mice in each group
SIRT1 最初被鑒定為組蛋白脫乙酰基酶,在海馬、丘腦、小腦和大腦皮層中高表達(dá)[14]。SIRT1 參與神經(jīng)元存活的調(diào)節(jié),具有神經(jīng)保護(hù)作用。在神經(jīng)生長過程中,SIRT1 參與神經(jīng)元軸突生長、樹突分枝[6,15],并調(diào)節(jié)海馬突觸可塑性和突觸形成[16]。有研究認(rèn)為,SIRT1 的抑制參與了抑郁癥的發(fā)病過程。LIU 等[17]研究發(fā)現(xiàn)慢性不可預(yù)測輕度應(yīng)激降低雄性C57BL/6 小鼠海馬SIRT1mRNA 的表達(dá)水平。LEI 等[18]發(fā)現(xiàn)SIRT1 內(nèi)側(cè)前額葉皮層特異性敲除誘導(dǎo)小鼠出現(xiàn)抑郁樣行為,而SIRT1 激活劑SRT2104 可逆轉(zhuǎn)小鼠的快感缺失和行為絕望。
目前研究[19]認(rèn)為,ERK 途徑參與了SIRT1 介導(dǎo)的神經(jīng)保護(hù)作用。ERK 作為絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)家族成員之一,參與神經(jīng)元存活和神經(jīng)保護(hù)的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑[8,20]。SIRT1 激活增強(qiáng)ERK 活化,協(xié)同發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[21]。此外,ERK 信號激活后作用于其直接底物RSK,兩者協(xié)同作用共同入核,促進(jìn)下游轉(zhuǎn)錄因子CREB 活化以調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄,參與多種生物學(xué)效應(yīng)的形成過程[22-23]。不同造模方式誘導(dǎo)的抑郁動物模型中,ERK1/2-CREB 信號顯著下調(diào),而抗抑郁藥可激活ERK1/2-CREB 信號通路,增加磷酸化ERK1/2的表達(dá)水平[24-26]。在本研究中,PPD模型組小鼠海馬SIRT1、P-ERK/ERK、P90RSK、CREB 等蛋白的表達(dá)均明顯降低,而越鞠甘麥大棗湯給藥能顯著上調(diào)相關(guān)蛋白的表達(dá),提示孕前慢性應(yīng)激誘導(dǎo)小鼠出現(xiàn)產(chǎn)后抑郁癥狀,其發(fā)病機(jī)制可能與小鼠海馬SIRT1-ERK1/2 信號系統(tǒng)被抑制有關(guān),中藥可能通過激活SIRT1-ERK1/2 信號通路,增強(qiáng)神經(jīng)元存活能力,提高神經(jīng)保護(hù)作用及改善神經(jīng)可塑性從而產(chǎn)生抗抑郁作用。學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)5-羥色胺再攝取抑制劑西酞普蘭可上調(diào)人神經(jīng)祖細(xì)胞SIRT1 表達(dá),臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明西酞普蘭可逆轉(zhuǎn)重度抑郁癥患者血液樣本中SIRT1 mRAN 的表達(dá)降低[27]。在本研究中,艾司西酞普蘭表現(xiàn)出相似的上調(diào)SIRT1 等蛋白表達(dá)的作用。然而臨床上艾司西酞普蘭治療的患者易出現(xiàn)腹瀉、失眠等不良反應(yīng)[28],而中藥在臨床治療中副作用少,安全性高,或許能為PPD 的藥物研發(fā)提供新的選擇和方向。
綜上所述,本研究表明越鞠甘麥大棗湯能改善PPD 小鼠的抑郁樣行為,且其可能是通過激活海馬SIRT1-ERK1/2 信號發(fā)揮作用的。本研究首次提出SIRT1 參與了PPD 的發(fā)病過程且中藥可通過影響相關(guān)蛋白表達(dá)而發(fā)揮抗抑郁作用,為臨床防治PPD 提供了新的研究思路。但本實(shí)驗(yàn)只是初步探討了越鞠甘麥大棗湯影響小鼠海馬相關(guān)蛋白的表達(dá),未對其具體的作用機(jī)制需要進(jìn)一步的探討。在接下來的研究中,將采用SIRT1 基因敲除和過表達(dá)或使用相應(yīng)拮抗劑的方式來研究SIRT1在PPD 發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮的作用以及藥物的治療機(jī)制。