
中圖分類號 R965 文獻標志碼 A 文編號 1001-0408(2025)10-1172-07
DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2025.10.04
Exploration of the antidepressant mechanism of Shugan hewei tang based on metabolomics of PFC-NAcVTA neural circuit
QU Xinyue1,HU Junjie1,LI Juan1,ZHANG Min1 ,ZHOU Xian2,LIU Songlin2,CHEN Chi dotmathbf "imathbf"n scriptscriptstyle "(1. Hubei Key Laboratory of Resources and Chemistry of Chinese Medicine,Hubei University of Chinese Medicine,Wuhan , China;2. Clinical College of Chinese Medicine, Hubei University of Chinese Medicine,Wuhan ,China)
ABSTRACT OBJECTIVE To investigate the antidepressant mechanism of Shugan hewei tang (SGHWT) based on the metabolomics of prefrontal cortex (PFC)-nucleus accumbens (NAc)-ventral tegmental area (VTA) neural circuit. METHODS Male SD rats were randomly divided into blank group,model group,SGHWT low-,medium- and high-dose groups [3.67,7.34, 14.68g/(kg?d) ,by raw material],and fluoxetine group [1.58mg/(kg?d) ,positive control],with 12 rats in each group. Except for the blank group,the depression model was established by chronic unpredictable mild stress combined with individual cage housing in the remaining groups,and the corresponding drug solution or normal saline was administered via gavage during modeling,once a day,for 6 consecutive weeks. After the last administration,the body weight,sucrose preference rate,total moving distance,frequency into the center and immobility time of rats in each group were detected. Samples of PFC,NAc and VTA areas of rats in the blank group,model group,SGHWT medium-dose group and fluoxetine positive control groups were collected, and their histomorphological features were observed,and nontargeted metabolomics analysis (except for fluoxetine group) were performed and validated. RESULTS Compared with model group, the cytolysis, structural damage and otherpathological damages in three brain regions of rats were significantly alleviated in each drug group,while their body weight, sucrose preference rate,total moving distance and frequency into the center were all significantly higher or longer( ?lt;0.05 ),and immobility time was significantly shorter( ΔPlt;0.05 ). The results of non-targeted metabolomics showed that a total of 78 endogenous differential metabolites were identified,with 40,35 and 24 in the PFC,NAc and VTA regions respectively,mainly involved in amino acid,lipid and sphingolipid metabolism. The results of metabolic pathway enrichment analysis showed that SGHWT affected the neural circuits of depressed rats by regulating sphingolipid metabolism,alanine,aspartic acid and glutamic acid metabolism, saturated fatty acid biosynthesis,among which alanine,aspartic acid and glutamic acid metabolism was predominantly involved. Validation experiments showed that SGHWT significantly increased the phosphorylation levels of protein kinase B (Akt) and mammalian target of rapamycin(mTOR),and decreased the protein expression of N. -methyl-D-aspartic acid receptor 1(NMDAR1) in the NAc region of rats. CONCLUSIONS SGHWT significantly improves the depression-like behavior and attenuates pathological damage of PFC-NAc-VTA neural circuit of model rats,the mechanism of which is associated with inhibiting NMDAR1 expression and activating the Akt/mTOR signaling pathway.
KEYWORDS Shugan hewei tang;depression;non-targeted metabolomics;PFC-NAc-VTA neural circuit;NMDAR1/Akt/mTOR signaling pathway
抑郁癥是一種常見的精神障礙性疾病,具有發病率高、致殘率高、死亡率高等特點[1]。該癥以持續性的情緒消沉、快感缺失、學習記憶功能障礙為主要表現,并伴有乏力、疲倦、食欲減退、體重下降等軀體癥狀,給社會、家庭和個人帶來巨大負擔[2]。據預測,到2030 年,抑郁癥將成為全球疾病負擔的主要原因之一,故對其進行有效防治具有重要的臨床意義[3]。
本課題組前期研究發現,作為腦部獎賞通路,前額葉皮層(prefrontal cortex,PFC)-伏隔核(nucleus accum‐bens,NAc)-腹側被蓋區(ventral tegmental area,VTA)神經環路在調節精神心理活動,調控快感、獎勵、動機等行為方面具有至關重要的作用,與抑郁癥的發生密切相關。具體作用過程如下:位于PFC區的谷氨酸能神經元可投射至NAc 區,其釋放的谷氨酸可作用于NAc 區的N- 甲 基 -D- 天 冬 氨 酸 受 體(N-methyl-D-aspartic acid receptor,NMDAR),通 過 長 時 程 抑 制(long-term depres‐sion,LTD)減弱 γ 氨基丁酸( γ -aminobutyric acid,GABA)能神經元活動,進而抑制VTA 區的多巴胺(dopamine,DA)能神經元;VTA 區的DA 能神經元可通過釋放DA來激活PFC區和NAc區神經元的DA受體,從而調節快樂感受[4]。
疏肝和胃湯(Shugan hewei tang,SGHWT)由柴胡、炒枳實、白芍、郁金、砂仁、廣木香、焦白術、黃連、吳茱萸、炙甘草10味中藥組方而成,是國醫大師梅國強教授以《傷寒論》所載“四逆散”為基礎結合臨床經驗衍生所得,用于治療抑郁癥及并發抑郁癥的效果顯著。本課題組前期研究發現,SGHWT可通過調節PFC-NAc-VTA神經環路來發揮抗抑郁作用[5],但具體機制尚未探明。研究指出,代謝組學可揭示生物體受到刺激后小分子代謝物的動態變化,從而揭示相關生命活動機制,是藥理作用機制研究的常用方法[6]。基于此,本研究擬結合非靶向代謝組學和動物實驗,分析SGHWT 對慢性不可預知溫和應激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)大鼠PFC-NAc-VTA 神經環路相關代謝物及代謝通路的影響,初步探討其抗抑郁的潛在機制,為該方的臨床應用提供實驗依據。
1 材料
1.1 主要儀器
本研究所用主要儀器包括ENV-520 型曠場測驗裝置(一鴻科技有限公司),G6805-Ⅰ型低頻脈沖治療儀(青島鑫升實業有限公司),1290 型超高液相色譜-G6540A型四極桿飛行時間質譜聯用(UPLC-Q-TOF-MS/MS)儀(美國Agilent公司),U-LH100HGA型倒置光學顯微鏡(日本Olympus公司),xMark型全波長酶標儀、Power Pac Basic 型電泳儀(美國 Bio-Rad 公司),G-BOX型凝膠成像分析系統(英國Syngene公司)等。
1.2 主要藥材與試劑
柴胡、炒枳實、白芍、郁金、砂仁、廣木香、焦白術、黃連、吳茱萸、炙甘草飲片均購自湖北省中醫院,經李娟教授鑒定為真品。
鹽酸氟西汀膠囊[陽性對照,批號220103,規格20mg(按C17H18F3NO計)]購自山西仟源醫藥集團股份有限公司;蘇木精-伊紅(HE)染液(批號G1003)購自賽維爾生物科技有限公司;L-2-氯苯丙氨酸對照品(批號J29IB218395,純度 ?98% )購自上海源葉生物科技有限公司;兔抗蛋白激酶 B(protein kinase B,Akt)、磷酸化Akt(phosphorylated Akt,p-Akt)、哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)、磷 酸 化mTOR(phosphorylated mTOR,p-mTOR)單克隆抗體(批號 分 別 為 9272S、13038T、2983T、5536T)均 購 自 美 國CST公司;兔抗NMDAR1單克隆抗體(批號HY-P80247)購自美國MCE公司;兔抗 β. -肌動蛋白( β -actin)多克隆抗體(批號00123310)購自三鷹生物技術有限公司;甲醇、乙腈(質譜級,純度 ?99.9% )均購自德國Merck 公司;甲酸(色譜級,純度 ?96.0% )購自北京邁瑞達科技有限公司;乙酸乙酯(分析純,純度 ?99.5% )購自國藥集團化學試劑有限公司;水為超純水。
1.3 實驗動物
SPF級雄性SD大鼠72只,體重 (150±20)g ,由湖北省實驗動物中心提供,生產許可證號為SCXK(鄂)2020-0018。所有大鼠均飼養于湖北中醫藥大學中醫基礎理論研究所清潔級動物房[溫度 (24±2)°C ,相對濕度(50±5)% ,每 12h 光暗循環],自由攝食、飲水。本動物實驗方案通過湖北中醫藥大學實驗動物中心的倫理審查(批準號為HUCMS202202001)。
2 方法
2.1 藥物的制備
稱取SGHWT 各飲片(柴胡、炒枳實、白芍、郁金、砂仁、廣木香、焦白術、黃連、吳茱萸、炙甘草的質量比為 10:10:10:10:10:10:10:6:6:60 ,混勻,加10 倍量水,浸泡1 h 后,煎煮 2h ,以紗布過濾;取藥渣,再重復煎煮2h×2 次,以紗布過濾;合并3次濾液,經水浴濃縮、冷凍干燥后,得SGHWT凍干粉(得率為 41.97% )。
2.2 分組、造模與給藥
將大鼠適應性喂養1周后,按體重分為空白組,模型組,SGHWT 低、中、高劑量組(SGHWT-L、SGHWT-M、SGHWT-H 組)以及氟西汀組(陽性對照),每組12 只。除空白組外,其余各組大鼠均采用CUMS結合單籠飼養的方式建立大鼠抑郁模型(以行為學實驗結果判斷造模是否成功),具體造模方法參考本課題組前期研究[7]。造模同時,SGHWT-L、SGHWT-M、SGHWT-H組和氟西汀組大鼠灌胃相應藥液,其中SGHWT-M 組和氟西汀組的劑量根據 60kg 成人臨床劑量[每天 93g/kg (以生藥量計)和 20mg/kg] 進行換算,分別為 7.34g/(kg?d) 和 1.58mg/(kg?d) ,SGHWT-L、SGHWT-H 組 的 劑 量 分 別 為SGHWT-M 組的 1/2 和 2 倍,即 3.67?14.68g/(kg?d) 。各藥物組灌胃藥液均以水為溶劑,灌胃體積均為0.01mL/g ;模型組和空白組大鼠灌胃等體積生理鹽水,每天1次,持續6周。
2.3 行為學實驗
實驗期間,于每周固定時間稱定并記錄各組大鼠的體重。末次給藥后,再次稱定各組大鼠的體重,并進行糖水偏好實驗、曠場實驗。以糖水偏好實驗的糖水偏好率,曠場實驗的總移動距離、穿越中心次數、不動時間為指標,評估大鼠的行為學特點。上述各實驗的具體操作參考本課題組前期行為學研究[7]。
2.4 樣本采集
行為學實驗完成后,鑒于其評估結果和前期研究結果[8],本研究選擇藥效最好的SGHWT 中劑量進行后續研究,以SGHWT組表示。
取空白組、模型組、SGHWT 組、氟西汀組大鼠,麻醉,隨機選取每組3 只,取全腦,并將腦組織置于 4% 多聚甲醛溶液中固定,備用。取每組余下9只大鼠,于腹主動脈取血后分離全腦;血樣于室溫下靜置 30min 后,于4°C 下以 3000r/min 離心 15min ,吸取上層血清,經液氮速凍后于- 80°C 下保存,備用;取全腦PFC、NAc、VTA 3個腦區,經液氮速凍后于- 80°C 下保存,備用。
2.5 大鼠PFC-NAc-VTA神經環路組織形態學觀察
取“2.4”項下各組大鼠經 4% 多聚甲醛溶液固定的全腦組織,分離PFC、NAc、VTA 3個腦區,分別進行石蠟包埋、切片、脫蠟、復水、蘇木精染色、分化、伊紅染色、脫水、封片后,使用顯微鏡觀察各腦區的組織形態學變化。
2.6 SGHWT抗抑郁潛在機制挖掘與驗證
2.6.1 樣本預處理
隨機選取“2.4”項下凍存的空白組、模型組、SGHWT組各6只大鼠的PFC、NAc、VTA腦區樣本 [(30±5)mg] ,自然解凍后,加入含內標L-2-氯苯丙氨酸(質量濃度10μg/mL )的提取液Ⅰ( V⊕⊕:VX=7:3)500μL 及直徑0.5mm 的鋼珠 4~6 顆,于 4°C 下勻漿 3min ,靜置 15min 后,于 4°C 下以 12000r/min 離心 15min ,取上清液于1.5mL EP管中。在沉淀中加入預冷的提取液Ⅱ(
∶V⊕⊕=1:3)500μL ,渦旋 3min ,靜置 15min 后,于 4°C 下以 12000r/min 離心 15min ,取上清液。將上述兩次上清液混合,渦旋 1min 混勻后,于 45°C 下真空濃縮50min 后,加入提取液Ⅰ 250μL 復溶,渦旋 3min ,于 4°C 下以 12 000r/min 離心 15min ,取上清液,用于非靶向代謝組學分析。同時,取上述各組上清液 10μL ,混勻,作為質控(quality control,QC)樣本,用于檢驗系統的穩定性。
2.6.2 色譜和質譜檢測條件
取上述待測樣本及 QC 樣本,采用 UPLC-Q-TOF-MS/MS技術進行檢測,具體的色譜與質譜條件參考本課題組前期下丘腦代謝組學研究[9]。
2.6.3 代謝組學分析
采集樣本色譜/質譜數據后,將原始數據依次導入Profinder 軟件及MPP 軟件進行數據預處理及差異統計分析,并使用SIMCA-P 14.1 軟件進行主成分分析(prin‐cipal component analysis,PCA)、正交偏最小二乘法-判別 分 析(orthogonal partial least squares discriminationanalysis,OPLS-DA)及200次置換檢驗分析,以進行代謝輪廓分析。同時,計算各色譜峰的變量重要性投影(variable important in projection,VIP),將滿足組間差異倍 數(fold change,FC) ?1.20 或 ?0.83 ,對應色譜峰ΔVIPgt;1 且 Plt;0.05 的物質表征為內源性差異代謝物[10],并根據化合物的精確分子量,借助 HMDB 數據庫(https://www.hmdb.ca/)對化合物的二級碎片離子信息進行分析、鑒定。利用 MetaboAnalyst 6.0 數據處理工具,以 Plt;0.05 為篩選條件,對最終得到的內源性差異代謝物進行京都基因和基因組數據庫(Kyoto Encyclope‐dia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析[11],對富集通路的-lgP 進行比較,以篩選變化顯著的共同代謝通路。
2.6.4 機制驗證實驗
根據“2.6.3”項下結果和PFC-NAc-VTA神經環路具體作用過程[4],采用Western blot法對代謝通路的相關蛋白表達進行檢測。取“2.4”項下空白組、模型組、SGHWT組另3只大鼠和氟西汀組3只大鼠的NAc區組織[( 30± 5)mg] ,加入含 1% 蛋白酶抑制劑和 1% 磷酸酶抑制劑的蛋白裂解液 250μL ,提取組織總蛋白,然后于 4°C 下勻漿 3min 后裂解 30min ,再于 4°C 下以 12 000r/min 離心15min ,取上清液,以BCA法定量后,進行變性處理。取變性蛋白適量,進行十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳分離,再轉膜、封閉;洗膜后,加入相應蛋白一抗(稀釋比例均為 1:1 000? ),于 4°C 下孵育過夜;洗膜后,加入相應二抗(稀釋比例為 1:1 000 ),于室溫下孵育
;洗膜后,以ECL 法顯影后成像。以 β -actin 為內參,使用Image J 軟件分析條帶灰度值,以目的蛋白與內參蛋白( σβ -actin)的灰度值比值表示目的蛋白的相對表達量,以磷酸化蛋白與原型蛋白的灰度值比值表示該蛋白的磷酸化水平。
2.7 統計學方法
采用 Graph-Pad Prism 8.0 軟件作圖,采用 SPSS 27.0軟件對數據進行統計分析。實驗數據以
表示,多組間比較采用單因素方差分析,進一步兩組間比較采用LSD-t檢驗。檢驗水準 α=0.05 。
3 結果
3.1 SGHWT對抑郁大鼠體重及行為學的影響
與空白組相比,模型組大鼠的體重、糖水偏好率、總移動距離、穿越中心次數均顯著降低或縮短,不動時間顯著延長( Plt;0.05) );與模型組相比,各藥物組大鼠的體重、糖水偏好率(SGHWT-H 組除外)、穿越中心次數、總移動距離均顯著升高或延長 ?Plt;0.05? ),不動時間均顯著縮短( ?Plt;0.05 )。結果見表1。這提示抑郁大鼠造模成功,SGHWT可改善其抑郁狀況。
表1 SGHWT 對抑郁大鼠體重及行為學的影響
,n=12, )

a:與空白組相比, Plt;0.05 ;b:與模型組相比, Plt;0.05, 。
3.2 SGHWT 對抑郁大鼠 PFC-NAc-VTA 神經環路組織形態學的影響
空白組大鼠3 個腦區的神經元細胞排列均較為整齊,結構完整,形態充盈。與空白組相比,模型組大鼠3個腦區的神經元細胞部分溶解,結構受損嚴重,細胞形態萎縮,細胞核偏移或溶解消失。與模型組相比,SGHWT組及氟西汀組大鼠3個腦區的神經元細胞均不同程度地恢復,結構相對完整,萎縮狀況有所改善,形態恢復至充盈狀態。結果見圖1。
黑色箭頭:溶解且結構受損的細胞;黃色箭頭:萎縮的細胞;白色箭頭:細胞核偏移或溶解消失的細胞。
圖1 SGHWT對抑郁大鼠PFC-NAc-VTA神經環路組織形態學影響的顯微圖(HE染色)

3.3 SGHWT抗抑郁潛在機制挖掘與驗證結果
3.3.1 代謝組學分析結果
(1)腦區組織代謝輪廓分析:由3個腦區QC樣本總離子流圖可知,各樣本的出峰情況良好且高度重疊,表明儀器穩定性良好,所建方法具有一定的可靠性。由各組腦區樣本的PCA得分圖(圖2A)可知,在正/負離子模式下,3個腦區QC樣本均聚集良好,表明該檢測系統穩定可靠;空白組、模型組、SGHWT 組組間分離明顯。由各組腦區樣本的OPLS-DA 得分圖(圖2B、2C)可知,空白組與模型組、模型組與SGHWT 組組間分離明顯;由200次置換檢驗分析結果可知,模型未出現過擬合,具有較好的預測能力和穩定性[12]。這表明大鼠在造模及給藥干預后,體內代謝物產生了明顯變化,SGHWT能調節抑郁大鼠的體內代謝(限于篇幅,QC 樣本的總離子流圖、負離子模式下的PCA得分圖和OPLS-DA得分圖、置換檢驗分析結果可掃描本文首頁二維碼鏈接頁面中“增強出版”板塊查看附圖 1~3 )。
(2)內源性差異代謝物挖掘:共鑒定出78 個內源性差異代謝物,其中PFC 區40 個、NAc 區35 個、VTA 區24個(各區有重復代謝物,故合計值 gt;78 ),主要涉及氨基酸代謝、脂質代謝、鞘脂代謝等,部分代謝物信息見表2(限于篇幅,完整結果可掃描本文首頁二維碼鏈接頁面中“增強出版”板塊查看附表)。
(3)內源性差異代謝物富集分析:KEGG 通路富集分析結果顯示,內源性差異代謝物在PFC區主要富集于9 條代謝通路,包括鞘脂代謝,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝,精氨酸生物合成,氮代謝,嘌呤代謝,不飽和脂肪酸的生物合成,煙酸和煙酰胺代謝,組氨酸代謝,泛酸鹽和輔酶 A(coenzyme A,CoA)生物合成;在 NAc 區主要富集于4條代謝通路,包括不飽和脂肪酸的生物合成,鞘脂代謝,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝,核黃素代謝;在VTA區主要富集于6條代謝通路,包括丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝,精氨酸生物合成,檸檬酸循環,鞘脂代謝,不飽和脂肪酸的生物合成,亞油酸代謝。其中,PFC-NAc-VTA神經環路中鞘脂代謝,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝,不飽和脂肪酸的生物合成在給藥前后均發生了顯著變化,且以丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝為主(
較大)。結果見圖3。
表2 PFC-NAc-VTA神經環路內源性差異代謝物(部分)

A:與空白組相比,模型組中代謝物的變化趨勢;B:與模型組相 比,SGHWT組中代謝物的變化趨勢;-:表達水平無明顯變化;↑:表 達水平上調;↓:表達水平下調。
A. PCA得分圖(紅色:QC;藍色:空白組;紫色:模型組;橙色:SGHWT組)

B.空白組與模型組的OPLS-DA得分圖(綠色:空白組;深藍色:模型組)

C.模型組與SGHWT組的OPLS-DA得分圖(綠色:模型組;深藍色:SGHWT組)
圖2 各腦區組織代謝輪廓分析(正離子模式, n=6 )

圖3 內源性差異代謝物的KEGG通路富集分析氣泡圖

3.3.2 機制驗證實驗結果
根據上述代謝組學分析結果和PFC-NAc-VTA神經環路具體作用過程,本研究對丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝相關的 NMDAR1/Akt/mTOR 信號通路[4]的蛋白表達情況進行了分析。結果顯示,與空白組相比,模型組大鼠NAc 區Akt、mTOR 蛋白的磷酸化水平均顯著降低,NMDAR1蛋白的表達顯著上調( (Plt;0.05 );與模型組相比,SGHWT 組和氟西汀組大鼠NAc 區Akt、mTOR 蛋白的磷酸化水平均顯著升高,NMDAR1 蛋白的表達均顯著下調 ?Plt;0.05 )。結果見表3、圖4。
表3 SGHWT對抑郁大鼠NAc區NMDAR1/Akt/mTOR信號通路相關蛋白表達的影響
)

a:與空白組相比, Plt;0.05 ;b:與模型組相比, Plt;0.05 。
圖4 SGHWT 對 抑 郁 大 鼠 NAc 區 NMDAR1/Akt/mTOR信號通路相關蛋白表達影響的電泳圖

4 討論
與正常動物相比,抑郁動物體內的內源性代謝物會發生顯著變化,且已有研究通過代謝組學檢測來篩選潛在的抑郁生物標志物[13―14]。本研究通過行為學實驗和組織形態學觀察,初步證實SGHWT 具有一定的抗抑郁作用。進一步的PFC-NAc-VTA神經環路代謝組學研究結果顯示,SGHWT可通過調節PFC-NAc-VTA神經環路中的氨基酸類、脂肪酸類及其衍生物、鞘脂類等差異代謝物的表達來發揮抗抑郁作用。KEGG 通路富集結果表明,SGHWT主要通過調節PFC-NAc-VTA神經環路中丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝,鞘脂代謝,不飽和脂肪酸的生物合成這3 條代謝通路來發揮抗抑郁作用。其中,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝通路的變化最為顯著,且該代謝通路中的焦谷氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸及γ-谷氨酰谷氨酸等均存在明顯的組間差異。研究指出,谷氨酸是中樞神經系統重要的興奮性神經遞質,可參與突觸的可塑性改變,在PFC-NAc-VTA 神經環路中具有至關重要的作用[15]。鞘脂代謝通路中的神經氨酸、鞘氨醇、二氫神經酰胺等均屬于鞘脂類化合物,可參與增殖、分化、凋亡等多種細胞過程,其代謝與抑郁的生理病理機制密切相關,主要涉及下丘腦-垂體-腎上腺軸激活、神經遞質的運輸與傳遞、神經變性、炎癥發生等[16],其中神經酰胺還是與抑郁大鼠行為學指標和血液指標相關的關鍵代謝物[ ]。脂質代謝通路中的二十二碳六烯酸、油酸、亞油酸等多不飽和脂肪酸可調節大腦中的神經發生、大腦發育、突觸形成和神經炎癥等多條信號通路,進而影響其生物學功能[18]。亞油酸可參與調節凋亡、炎癥反應以及線粒體生物發生等細胞過程,其攝入不足可引發神經病理學改變、神經精神疾病或造成代謝失衡等[19]。由此可見,學者后續可基于PFC-NAc-VTA 神經環路,通過丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝,鞘脂代謝,多不飽和脂肪酸生物合成這3條代謝通路來進一步探究SGHWT的抗抑郁作用機制。
研究指出,NMDAR1 是離子型谷氨酸受體的一種亞型,能與谷氨酸特異性結合,從而引發突觸后神經元的興奮反應,在神經可塑性和學習記憶等過程中發揮著關鍵作用[15]。此外,谷氨酸濃度的異常升高會激活NMDAR1 信號,從而下調Akt 蛋白的磷酸化水平,進而抑制mTOR 蛋白的激活,導致突觸發生減少和樹突萎縮,最終導致抑郁的發生發展[20―21]。本課題組前期研究發現,PFC-NAc 的 LTD 減弱會導致以 NAc 為核心的PFC-NAc-VTA 神經環路失調,而LTD 減弱可能與谷氨酸濃度的異常升高有關[22]。由此本課題組結合上述文獻推測,SGHWT基于PFC-NAc-VTA神經環路的抗抑郁作用可能與NMDAR1/Akt/mTOR信號通路有關,即細胞外高濃度的谷氨酸可激活NAc 區內的NMDAR1 受體,進而抑制Akt/mTOR 信號通路,從而導致GABA 能神經元的突觸可塑性受損,使得環路的投射效應減弱,進一步加重各腦區損傷,產生抑郁行為[20―22]。為此,本研究結合代謝組學結果和PFC-NAc-VTA神經環路的具體作用過程,對NMDAR1/Akt/mTOR信號通路相關蛋白的表達進行了檢測。結果顯示,SGHWT 可通過下調抑郁大鼠NAc 區NMDAR1 蛋白的表達,升高Akt、mTOR 蛋白的磷酸化水平來發揮抗抑郁作用。
綜上所述,SGHWT 可顯著改善模型大鼠的抑郁樣行為,減輕其PFC-NAc-VTA神經環路組織的病理損傷,上述作用可能與抑制NMDAR1 蛋白表達、激活AktmTOR信號通路有關。
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(編輯:張元媛)