枸杞多糖通过调节肠道微生物群发挥抗抑郁作用的研究

目的抑郁症又称抑郁障碍,是指各种shoulder pathology原因引起的以显著而持久的心境低落为主要临床特征的一类心境障碍。然而,现有药物复发率高,仅对约30%的抑郁症患者有良好的治疗效果。由于在治疗过程中产生的多种不良反应进一步降低了患者的药物依存性。同时这些药物不可用于抑郁症的预防性治疗。因此,临床上还需要开发Blebbistatin半抑制浓度具有预防效果且不良反应弱的抑郁症辅助治疗手段。近年来,抑郁症的炎症致病途径与肠道微生物在抑郁症的病理机制中发挥的重要作用受到了越来越多的重视,通过调节肠道微生物预防或减轻抑郁PS-341价格症状有旷阔的应用前景。枸杞作为药食同源类药材,其安全性与滋补作用被广泛认可。枸杞多糖(lycium barbarum polysaccharide,LBP)是枸杞的主要活性成分,因其具有抗炎特性及神经保护作用使其在抗抑郁防治中有良好的应用前景。因此,本研究旨在探讨枸杞多糖通过调节肠道微生物及短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)发挥的抗抑郁功能及潜在分子机制,为临床开发安全有效的抑郁症防治手段提供研究基础。方法1.构建脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)抑郁症动物模型,对比空白对照组与LPS模型组小鼠的抑郁行为。通过糖水偏爱实验(sucrose preference test,SPT)、悬尾实验(tail suspension test,TST)等行为学实验评价小鼠的抑郁状态;通过实时荧光定量PCR法检测小鼠海马体中炎症因子的水平,验证模型的效果。2.对空白对照组与LPS模型小鼠肠道微生物进行测序,通过16s核糖体RNA扩增子测序分析检测LPS抑郁小鼠结肠内容物的微生物群的特征,探究LPS抑郁模型对小鼠肠道微生物的影响,发掘关键的微生物种群。3.将实验小鼠分为空白对照组、LPS模型组、LBP(40mg/kg)、LBP(80mg/kg)治疗组、氟西汀治疗组。基于LPS抑郁症动物模型,对抑郁小鼠采取LBP预防性用药,以常用药物氟西汀为阳性对照药物。通过行为学实验以及实时荧光定量PCR法评价小鼠的抑郁状态与海马体中炎症因子的水平,以此评价LBP的抗抑郁效果。4.通过16s核糖体RNA扩增子测序分析检测LBP治疗后小鼠结肠内容物的微生物群的特征,探究LBP治疗过程中对抑郁小鼠肠道微生物产生的影响,发掘治疗过程中发生改变的关键微生物种群,并与氟西汀治疗组进行比较。5.通过气相色谱-质谱联用法测定LBP治疗后小鼠结肠内容物中SCFAs的水平,并与氟西汀治疗组进行比较。同时结合微生物组学测序结果,探究LBP通过改善小鼠肠道微生物组发挥抗抑郁作用的功能。结果1.通过腹腔注射LPS构建的抑郁症小鼠成功表现出了快感缺乏、行为绝望的抑郁样行为,并诱发了小鼠的神经炎症。行为学检测结果显示,与空白对照组相比,LPS组小鼠的SPT值显著降低(P<0.001),TST值显著增加(P<0.01);实时荧光定量PCR结果显示LPS模型小鼠海马体中IL-β(P<0.01)、TNF-α(P<0.001)的表达水平显著升高。2.LPS可以明显改变小鼠肠道微生物群落,与空白对照组相比,LPS模型组小鼠肠道中拟杆菌门的丰度上调,厚壁菌门与拟杆菌门丰度的比值降低;丹毒丝菌科的丰度显著降低,而乳杆菌科的丰度异常升高。在物种水平上,LPS组中uncultured_bacterium_g_Dubosiella、Lactobaillus_acidophilus、Bifidobacterium_animalis丰度水平较空白对照组而言降低。而Lactobacillus_reuteri、Lactobacill us_murinus、Lacobaillus_johnsonii、Lacobacilus_intestinalis的物种丰度显著较高。3.LBP预防治疗可以缓解LPS模型小鼠的抑郁状态,与LPS组相比,LBP(40mg/kg)组、LBP(80mg/kg)组小鼠SPT显著上升(P<0.05、P=0.12),TST值显著下降(P<0.01、P<0.05);并缓解其海马体中的炎症因子IL-β、TNF-α的表达水平(P<0.01、P<0.001)(P<0.01、P<0.0001);同时恢复了海马体中TLR4、IKKα、p65的表达水平(P<0.05、P<0.01)(P<0.01、P=0.05)(P<0.05、P<0.01)。4.LBP治疗明显改变小鼠肠道微生物群落构成,相较于LPS模型组与氟西汀治疗组,LBP治疗组肠道微生物的β-多样性与空白对照组更为接近,而氟西汀治疗组与LPS模型组肠道微生物的β-多样性更为接近。在群落组成上,与L PS组相比LBP小鼠肠道中丹毒丝菌科的丰度明显上升,而乳杆菌科的丰度下降。物种水平上,LBP的治疗可以恢复小鼠肠道中unultured_baterim_g_Dubosila、L actobacillus_murinus、Lactobacillus_reuteri以及Bifidobacterium_animalis的丰度,使其更接近于空白对照组中的水平。5.LBP治疗可以缓解LPS引起的肠道SCFAs水平下降,LPS的诱导下小鼠肠道丁酸(P=0.0889)、异戊酸、己酸的水平与对照组相比表现出下降趋势,LBP治疗后丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、己酸、异己酸呈现出了不同程度的上调,与LPS模型组相比,LBP(80mg/kg)组小鼠肠道中的丁酸(P<0.05)、异丁酸(P<0.01)、戊酸(P<0.05),LBP(40mg/kg)组中异丁酸(P<0.05)的水平有显著上升。而氟西汀治疗后小鼠肠道中乙酸、丁酸被进一步消耗,与空白对照组相比乙酸(P<0.001)、丁酸(P<0.05)水平显著降低。结论1.构建LPS抑郁模型可以成功诱导出小鼠抑郁样症状,并引发小鼠的神经炎症。2.LPS抑郁模型可以显著改变小鼠的肠道微生物结构,在引发抑郁症小鼠神经炎症的同时可以破坏小鼠肠道微生物的稳态。3.LBP预防性用药可以有效缓解LPS诱导的小鼠抑郁样行为并改善小鼠海马体中炎症因子水平,这为枸杞多糖作为防治抑郁症的天然药物的应用提供了依据。4.LBP的治疗可以改善抑郁症小鼠的肠道微生物群落结构,恢复小鼠肠道微生物群落组成使其更接近空白对照组。氟西汀治疗不能恢复鼠肠道微生物群落的结构。5.LBP作用于肠道微生物群后可能通过调节肠道微生物的代谢增加SCFAs在肠道中的水平。不同于氟西汀对肠道中SCFAs表现出的持续消耗,LBP表现出的恢复作用更有利于构建一个健康的肠道环境。