張業奇,鄧鯤華,楊 怡,王玉婷,王 詩,丁 虹*
1武漢大學藥學院,武漢 430072;2 湖北科技學院藥學院,咸寧 437100
乳香為橄欖科植物卡氏乳香樹(Boswellia carterii Birdw)及同屬其它數種植物皮部切傷后滲出的油膠樹脂。中藥乳香基源植物是乳香樹,產自索馬里和埃塞俄比亞。乳香于《名醫別錄》、《本草拾遺》和《本草綱目》均有記載并沿用至今,認為其辛散溫通,具有活血行氣等功效,廣泛用于風濕、類風濕性關節炎和骨關節炎的治療[1]。乳香的主要有效成分有揮發油,其中含有醋酸辛酯和芳樟醇等物質,天然的芳樟醇氣味純正、圓和,甜潤、幽雅,具有安神鎮靜的作用[2]。有文獻表明,乳香精油(Frankincense)芳香療法和灸法綜合應用于治療抑郁癥(Depression)的臨床療效同鹽酸氟西汀相近[3]。但是單一使用乳香精油治療抑郁癥尚未見報道,并且其抗抑郁的機制并不清楚。本實驗通過觀察單一使用乳香精油對慢性不可預見性應激抑郁小鼠行為學及大腦內單胺類神經遞質5-HT 的影響,探究乳香精油抗抑郁的作用并初步探究其抗抑郁機理,為其臨床應用提供依據。
1.1.1 主要藥品與試劑
鹽酸氟西汀(批號2079A,禮來蘇州制藥有限公司),純乳香精油(江西億森源香料有限公司,水蒸氣蒸餾法萃取),5-HT 標準品(美國Sigma 公司),鹽酸、乙酸鈉等其他試劑均為分析純。
1.1.2 儀器
搖床,烘箱(上海申光儀器表有限公司),小鼠行為觀察敞箱,1/100 秒表,HPLC-ECD(日本島津LC-10Avp plus)。
1.1.3 實驗動物
1.2.1 抑郁模型造模及給藥
參照文獻方法[4],采用慢性輕度不可預見性應激抑郁模型(chronic unpredictable mild stress,CUMS):將小鼠予以夾尾(1 min)、禁水(24 h)、禁食(24 h)、45 ℃熱烘(5 min)、晝夜顛倒(24 h)、4 ℃冰水游泳(5 min)、水平振蕩(30 min)等方法隨機刺激21 d,除空白組外其它組每日給予1 種刺激。小鼠隨機分為5 組,每組12 只,分別為:空白組、模型組、氟西汀(2 mg/kg)組、低劑量(0.1 mL/100 g)乳香精油組,高劑量(0.2 mL/100 g)乳香精油組。每組按小鼠體重1 mL/100 g 進行灌胃(其中乳香精油組以豆油稀釋后灌胃),空白組及模型組灌服等量生理鹽水,造模同時即開始給藥,每日1 次,連續21 d。
1.2.2 行為學實驗
行為學實驗共進行三次,分別在實驗第7 d、實驗第14 d 和實驗第21 d 進行。
1.2.2.1 曠場實驗
末次給藥60 min 后進行,敞箱高40 cm,長和寬均為100 cm,敞箱底面劃分為面積相等的25 塊方格。小鼠放入敞箱中央1 min 后再記錄小鼠5 min內的行為學表現包括其水平方向移動格數和垂直方向直立(兩前肢離地1 cm 以上)次數[5]。
1.2.2.2 懸尾實驗
曠場實驗完成60 min 后,在距尾尖1 cm 處固定小鼠尾端,使其呈倒掛懸空狀,頭部離箱底5 cm,四周以板隔離小鼠視線。記錄小鼠6 min 內后5 min 的懸尾不動時間[6]。
1.2.2.3 強迫游泳實驗
懸尾實驗完成60 min 后,將小鼠頭部朝下放入直徑16 cm、水深18 cm 的游泳杯中,水溫20±2 ℃,記錄小鼠6 min 內后5 min 的游泳不動時間[6]。
1.2.3 腦組織勻漿樣本制備及5-HT 的測定
實驗第22 d,解剖小鼠,將剪取的大腦置于液氮中速凍待測。從液氮中取出大腦稱重,根據大腦重量,加入其重量4 倍數值體積的0.1 M 過氯酸(含0.3 M EDTA 和0.5 mM 亞硫酸鈉),于冰浴下用勻漿機快速勻漿。在4 ℃下14000 rpm 離心15 min,取上清液,經0.22 μm 針頭過濾器過濾[7]。采用高效液相色譜-電化學檢測器系統(HPLC-ECD)進行測定,色譜條件為:色譜柱為4 mm ×250 mm,Novapak C18,5 μm(武漢大學實驗中心提供);流動相為15 mM 鹽酸-乙酸鈉緩沖液,pH 4.0(內含0.5%三乙胺和0.5 mM EDTA 二鈉),流速0.6 mL/min。
1.2.4 統計方法
與空白組比較,模型組小鼠水平方向移動格數顯著降低(P<0.05)。與模型組比較,實驗第7、14d,氟西汀組、低劑量乳香精油組和高劑量乳香精油組小鼠水平方向移動格數均顯著增加(P<0.05),實驗第21 d,這三組小鼠水平方向移動格數明顯增加,分別增加了157.5%、108.0%、177.4%。
表1 乳香精油對曠場實驗中小鼠水平方向移動格數的影響(,n=12)Table 1 Effect of frankincense on the frequency of horizontal movement in open-field test (,n=12)

表1 乳香精油對曠場實驗中小鼠水平方向移動格數的影響(,n=12)Table 1 Effect of frankincense on the frequency of horizontal movement in open-field test (,n=12)
注:與模型組比較,* P<0.05,**P<0.01;與空白組比較,△P<0.05,ΔΔP<0.01。Note:Compared with model group,* P<0.05,**P<0.01;compare with blank group,△P<0.05,ΔΔP<0.01.
與空白組比較,第7、14 d 模型組小鼠垂直方向豎直次數顯著降低(P<0.05)。與模型組比較,第7、14 d 氟西汀組、低劑量乳香精油組、高劑量乳香精油組小鼠垂直方向豎直次數均顯著提高(P<0.05)。
與空白組比較,模型組小鼠懸尾不動時間顯著增加(P<0.05)。與模型組比較,第7、14 d 氟西汀、低劑量乳香精油組和高劑量乳香精油組小鼠懸尾不動時間均顯著減少(P<0.05),實驗第21 d,這三組小鼠的懸尾不動時間分別縮短了67.8%、65.1%、62.8%。
表2 乳香精油對曠場實驗中小鼠垂直方向豎直次數的影響(,n=12)Table 2 Effect of frankincense on the frequency of vertical movement in open-field test (,n=12)

表2 乳香精油對曠場實驗中小鼠垂直方向豎直次數的影響(,n=12)Table 2 Effect of frankincense on the frequency of vertical movement in open-field test (,n=12)
注:與模型組比較,* P<0.05,**P<0.01;與空白組比較,△P<0.05。Note:Compared with model group,* P<0.05,**P<0.01;compare with blank group,△P<0.05.
表3 乳香精油對小鼠懸尾不動時間的影響(,n=12)Table 3 Effect of frankincense on the time of tail suspending test (,n=12)

表3 乳香精油對小鼠懸尾不動時間的影響(,n=12)Table 3 Effect of frankincense on the time of tail suspending test (,n=12)
注:與模型組比較,* P<0.05,**P<0.01;與空白組比較,△P<0.05。Note:Compared with model group,* P<0.05,**P<0.01;compare with blank group,△P<0.05.
表4 乳香精油對小鼠游泳不動時間的影響(,n=12)Table 4 Effect of frankincense on the time of forced swimming test (,n=12)

表4 乳香精油對小鼠游泳不動時間的影響(,n=12)Table 4 Effect of frankincense on the time of forced swimming test (,n=12)
注:與模型組比較,* P<0.05,**P<0.01;與空白組比較,△P<0.05,ΔΔP<0.01。Note:Compared with model group,* P<0.05,**P<0.01;compare with blank group,△P<0.05,ΔΔP<0.01.
與空白組比較,模型組小鼠游泳不動時間顯著增加(P<0.05)。與模型組比較,氟西汀組、低劑量乳香精油組和高劑量乳香精油組小鼠游泳不動時間顯著減少(P<0.05),實驗第21 d,這三組小鼠游泳不動時間分別縮短了99.2%、36.5%、24.9%。
與空白組比較,模型組小鼠大腦內5-HT 含量顯著升高(P<0.01)。與模型組比較,氟西汀組、低劑量乳香精油組和高劑量乳香精油組小鼠大腦內5-HT 含量均顯著升高(P<0.05),分別升高了81.4%、52.7%、37.2%。
表5 乳香精油對慢性應激模型小鼠腦內5-HT 的影響(,n=12,ng/g)Table 5 Effect of frankincense on the contents of 5-HT in brain of CUMS model mice (,n=12,ng/g)

表5 乳香精油對慢性應激模型小鼠腦內5-HT 的影響(,n=12,ng/g)Table 5 Effect of frankincense on the contents of 5-HT in brain of CUMS model mice (,n=12,ng/g)
注:與模型組比較,* P<0.05,**P<0.01;與空白組比較,ΔΔP<0.01。Note:Compared with model group,* P<0.05,**P<0.01;compare with blank group,ΔΔP<0.01.
本研究運用慢性輕度不可預見性應激方法,建立經典小鼠抑郁癥模型,經曠場實驗、懸尾實驗、強迫游泳實驗對小鼠進行行為學評測,發現模型組小鼠明顯出現抑郁癥狀,證實該模型建立成功。與模型組比較,氟西汀組和低劑量乳香精油組小鼠在曠場實驗、懸尾實驗和強迫游泳實驗中均有明顯的行為改善(P<0.05),高劑量乳香精油組小鼠也有一定的行為改善,證明單一使用乳香精油也能起到一定的抗抑郁作用。
在抑郁癥的發病機制研究中,腦內單胺類遞質,如5-HT、去甲腎上腺素和多巴胺等功能不足的發病機制,早已得到普遍公認[8]。但是,對于精油類天然產物如乳香精油的抗抑郁作用機制并無定論。本實驗中,氟西汀組和乳香精油組小鼠均有不同程度的行為改善,并且在化學物質基礎方面,小鼠大腦內的5-HT 含量均明顯升高(P<0.05),表明乳香精油對大腦內的單胺神經遞質具有調節作用,揭示了乳香精油抗抑郁作用的一種重要機制。
乳香精油作為藥食兩用的天然產物,又具有良好的抗抑郁作用。本實驗探索了精油灌胃的給藥方式,為乳香精油類抗抑郁保健品或藥品的開發提供了理論基礎,有望降低現行抗抑郁藥物如氟西汀等對肝和腎的毒副作用。
1 Chang YP(常允平),Han YM(韓英梅),Zhang JY(張俊艷).Research advance on chemical constituents and pharmacological action of Boswellia carterii.Drugs Clin (現代藥物與臨床),2012,1(27):52-59.
2 Liu HL(劉洪玲).GC-MS of essential oil in Frankincense.Lishizhen Med Mater Med Res(時珍國醫國藥),2009,20:370-371.
3 Liu Y(劉瑤),Qiao Y(喬瑜),Li L(李玲),et al.Aromatherapy with moxibustion treatment of depression in clinical research.Pract Tradit Chin Med(實用中醫藥雜志),2009,25:213-214.
4 Willner P,Towell A,Sampson D,et al.Reduction of sucrose preference by chronic unpredictable mild stress,and its restoration by a tricyclic antidepressant.Phychopharm,1987,93:358-364.
5 Kennett GA,Dickinson SL,Curzon G.Enhancement of some 5-HT-dependent behavioural responses following repeated immobilization in rats.Brain Res,1985,330:253-263.
6 Xiong JY(熊靜悅),Zeng N(曾南),Zhang CY(張崇燕),et al.Antidepressant effect of Xiaoyaosan.Pharmocol Clin Chin Mater Med(中藥藥理與臨床),2007,23:3-5.
7 Tang YM(唐亞梅),Chen CM(陳春梅),Liu Y(劉勇).Concentration change of DA,5-HT and their metabolites in brain tissue of depression models rat treated with chronic unpredicted mild stress.Hunan Normal Univ,Med Sci(湖南師范大學學報,醫學版),2012,9(3):57-64.
8 Racagni G,Brunello N.Physiology to functionality:The brain and neurotransmitter activity.Int Clin Psychopharmacol,1999,14:3-7.