基于炎症和氧化应激探讨人参皂苷Re对抑郁样行为的调控作用及其机制研究

背景:抑郁症是一种普遍存在、高致死率、高复发率的疾病,给社会带来极大的医疗和财政负担。目前已报道的用于抑郁症治疗的西药具有较多不良反应,主要包括失眠头痛、恶心呕吐、体重增加等,且治疗效果有限。因此,开发更加天然、有效的新型抗抑郁药至关重要。抑郁症除了会产生抑郁样行为及BDNF功能障碍外,还同时伴有促炎CH-223191供应商细胞因子的升高和细胞外环境ROS的增多。人参皂苷Re是从人参中提取的含量丰富的主要生物活性物质之一,研究表明,人参皂苷Re能够维持细胞氧化还原平衡,进而发挥神经保护作用,然而对于人参皂苷Re抗抑the new traditional Chinese medicine郁作用及分子机制尚未进行研究。为了探究人参皂苷Re对抑郁症的作用及其分子机制,Ipatasertib MW本研究从体内、体外实验入手,结合行为药理学、分子生物学、网络药理学实验全方位、多角度地阐述人参皂苷Re对抑郁症的作用及其机制。目的:本研究根据抑郁症的细胞因子假说,以H2O2诱导的氧化应激,采用HT22神经元细胞系做为体外模型,以利血平诱导的炎性抑郁小鼠为体内模型,综合采用行为药理学、分子生物学和免疫组织化学等实验方法,系统地探讨人参皂苷Re对抑郁症的作用及其分子机制,以及人参皂苷Re在神经细胞氧化应激过程中发挥的保护作用及其机制。本研究为阐明人参皂苷Re保护神经细胞、抗抑郁的作用机制提供新的理论依据,为开发人参皂苷Re新型抗抑郁药物提供新的思路。方法:首先,对人参皂苷Re进行体外抗氧化能力检测,初步鉴定其潜在的神经细胞保护能力。随后通过H2O2刺激小鼠神经元细胞HT22以模拟抑郁症患者脑内的炎性环境,考察人参皂苷Re的神经保护作用,从细胞增殖、胞内ROS水平、细胞凋亡、细胞脂质过氧化水平、线粒体膜电位和炎症因子的角度,通过Western Blot、RT-q PCR的方法对BDNF/Trk B通路进行验证,综合分析人参皂苷Re在体外对神经细胞的保护作用及其具体机制。其次,通过体内实验考察人参皂苷Re保护神经细胞、逆转抑郁样行为的作用。首先构建利血平诱导的炎性抑郁症小鼠模型,通过行为药理学实验比较人参皂苷Re给药对利血平诱导的小鼠抑郁样行为的影响,再通过免疫印迹和免疫荧光实验,分析人参皂苷Re对利血平诱导的炎性抑郁小鼠抑郁样行为和炎症相关蛋白表达水平的影响,最后通过检测海马的脂质过氧化水平来说明人参皂苷Re抗抑郁的作用机制可能是通过抗氧化和对神经细胞的保护作用来实现。最后,基于网络药理学及前期实验的结果,给予小鼠BDNF/Trk B通路阻断剂K252a,通过行为药理学实验来进一步判断人参皂苷Re抗抑郁的作用机制,并通过免疫印迹实验验证这一结论。结果:在细胞水平,验证了人参皂苷Re能够显著提高由H2O2刺激引起的细胞存活情况,恢复细胞的增殖能力,逆转氧化应激标志物(包括ROS生成和脂质过氧化水平)的大量产生和细胞凋亡(Caspase-3蛋白)的发生,并且能降低促炎细胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表达,恢复线粒体膜电位异常,说明人参皂苷Re能通过恢复线粒体功能障碍介导胞内抗氧化酶代谢系统的正常运转,最终产生神经保护作用,并通过激活BDNF/Trk B/ERK/CREB信号通路发挥抗抑郁作用。随后在动物水平对人参皂苷Re的抗抑郁作用进行验证,我们发现人参皂苷Re不仅对神经炎症有调节作用,而且还影响BDNF在大脑中的表达。初步验证了人参皂苷Re能够通过改善抑郁症中受损的神经发生、抑制小胶质细胞过度活化并激活BDNF信号通路发挥抗抑郁效果。人参皂苷Re治疗可以在利血平诱导的急性炎性抑郁小鼠中发挥神经保护作用和多靶点抗抑郁作用。最后,通过网络药理学联合分子对接的方法筛选出Trk B作为人参皂苷Re的有效靶点,并给予Trk B抑制剂K252a通过行为药理学实验和免疫印迹实验验证了BDNF/Trk B在人参皂苷Re的抗抑郁和抗氧化过程中的重要作用。结论:1.根据细胞水平和体内水平实验结果,人参皂苷Re依赖于炎症和氧化应激通路的调控机制发挥神经保护作用和潜在的抗抑郁作用。2.网络药理学结果揭示,人参皂苷Re和Trk B具有较强结合力,可能通过直接作用于Trk B分子激活下游通路,结合行为药理学和分子实验证据表明人参皂苷Re通过激活Trk B/CREB/BDNF通路发挥神经保护及抗抑郁作用。