石菖蒲对抑郁大鼠脑内神经递质含量及行为学的影响

付 佳， 荀晨曦， 李 爽， 官 杰

抑郁症作为精神科常见疾病之一，是一种以持久的低落心态为主的情感综合障碍。目前西药是治疗的首选，但服药持续时间较长[1-3]。近年来，临床研究也证实了以中药为基础的治疗方案对抑郁症的有效性[4]。石菖蒲主要含有挥发油、氨基酸、有机酸和糖等成分，具有暖胃祛湿等功效，可用于治疗脑部疾病，抗抑郁作用效果明显，但目前对其具体机制尚不明确[5]。本研究观察不同剂量石菖蒲干预对抑郁大鼠的行为表现及神经递质变化情况，探讨石菖蒲抗抑郁作用的机制，为新型抗抑郁药物的研发提供参考。

1 材料与方法

1.1实验动物 选取同批次健康成年雄性SD大鼠30只，体重180～220 g，由齐齐哈尔医学院动物实验中心提供[实验动物使用许可证：SYXK(黑)2018-017]。

1.2实验试剂 石菖蒲中药原料购自齐齐哈尔医药商厦。石菖蒲水提取液制备：将石菖蒲与同等质量的水进行熬制30 min，过滤。盐酸氟西汀分散片(礼来苏州制药有限公司，批号8376A)。生理盐水购自东莞市悦润生物科技有限公司。

1.3实验方法

1.3.1 抑郁大鼠造模[6-9]将大鼠随机分为空白组、模型组、氟西汀组、石菖蒲低剂量组、石菖蒲中剂量组和石菖蒲高剂量组，每组5只，单独饲养。除空白组外，其余5组予以慢性、不可预见的温和刺激(chronic unpredictable mild stress，CUMS)，持续干预21 d，包括以下6种刺激：(1)禁食、禁水20 h；(2)倾斜鼠笼(45°)17 h；(3)湿笼，将大鼠浸入含有100 g锯屑、200 ml水的笼中21 h；(4)4 ℃游泳5 min；(5)水平摇晃鼠笼5 min；(6)限制行为，把大鼠放入自制的束缚器中4 h。每天随机予以其中一种刺激。以上刺激实验以不影响大鼠正常昼夜活动节律、使大鼠无损伤为前提，以不产生压迫感、不影响呼吸和排泄为度。最终以强迫游泳试验(forced swimming test,FST)、旷场试验(open field test,OFT)、高架十字迷宫试验(elevated plus-maze test,EPM)等行为学实验指标满足大鼠抑郁表现判定大鼠抑郁造模成功。期间无大鼠死亡。

1.3.2 药物干预方法[10]于每天CUMS干预1 h后予以药物干预。石菖蒲低剂量组、石菖蒲中剂量组和石菖蒲高剂量组分别予以5 ml/(kg·d)、10 ml/(kg·d)和20 ml/(kg·d)石菖蒲水提取液灌胃。氟西汀组予以1.8 mg/(kg·d)氟西汀水溶液灌胃。空白组和模型组予以10 ml/(kg·d)生理盐水灌胃。各组药物干预均为1次/d,连续干预21 d。

1.4行为学实验

1.4.1 OFT[11-12]于大鼠抑郁模型建立21 d后进行OFT。实验装置是一个开放的空间(100 cm×100 cm×40 cm)，四壁黑色。将大鼠置于开放室中央，以大鼠5 min内穿过广场的次数记作水平活动分数，以大鼠5 min内前肢离地的次数记作垂直活动分数。水平分数与垂直分数之和即为OFT得分。

1.4.2 FST[13-14]于OFT结束3 d后进行FST。将安静状态下的大鼠放入已经连接好的圆柱水缸中，强迫其在25 ℃的水中持续游泳15 min。结束后，用毛巾擦干大鼠鼠毛，必要时用吹风机吹干，放回鼠笼。24 h后，再次将大鼠置入水缸中5 min，记录5 min内大鼠的不动时间(单位：s)。

1.4.3 EPM[15]于FST结束3 d后进行EPM。将大鼠放入中央平台(面朝闭合臂)，5 min后记录各项指标：开放臂停留时间(open-arm time,OT)、闭合臂停留时间(close-arm time，CT)。两臂停留总时间(total time，TT)=OT+CT。本研究以OT/TT作为EPM结果进行记录。

1.5神经递质水平检测[16]在完成行为学实验后将大鼠断头处死，在冰上剥离全脑，取前额叶、海马组织和纹状体，用预冷的生理盐水洗净置于EP管。分别向组织加入适量的生理盐水捣碎，以3 000 r/min离心10 min，取上清液，-80℃保存备检。检测时室温解冻，采用酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)法进行多巴胺(dopamine,DA)、5-羟色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)检测，试剂盒购自厦门慧嘉生物科技有限公司。操作严格按照试剂盒说明书进行。

2 结果

2.1各组大鼠行为学实验结果比较 模型组游泳不动时间高于空白组，OFT得分、OT/TT低于空白组，差异有统计学意义(P<0.05)，提示大鼠抑郁模型建立成功。随着石菖蒲剂量的升高，大鼠OFT得分、OT/TT呈上升趋势，游泳不动时间呈下降趋势，石菖蒲高、中、低剂量组与模型组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。石菖蒲高剂量组OFT得分、游泳不动时间、OT/TT与氟西汀组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 各组大鼠行为学实验结果比较

2.2各组大鼠脑组织DA、5-HT比较 模型组脑组织DA、5-HT水平均低于空白组，差异有统计学意义(P<0.05)。随着石菖蒲剂量的升高，大鼠脑组织DA、5-HT水平均呈上升趋势。石菖蒲高剂量组和氟西汀组脑组织DA、5-HT水平均高于模型组，差异有统计学意义(P<0.05)，而与空白组比较差异无统计学意义(P>0.05)。石菖蒲高剂量组和氟西汀组脑组织DA、5-HT水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 各组大鼠脑组织DA、5-HT比较

3 讨论

3.1目前，抑郁症作为仅次于缺血心肌病的第二大疾病，其患病人数仍逐年增长，且有年轻化的趋势。我国古代典籍就有对抑郁症的描述。中医认为，郁证是由于肝气过旺，或体质平素太弱，加之情志因素所致气机不畅，肝气失于疏泄，脾失健运，心失所养，脏腑阴阳气血失调而成。随着对郁证论治理论的深入研究，中医药对情志疾病特别是郁证的治疗及预防将显示出其优势[17-20]。中药石菖蒲其根茎叶的提取物中含有抗抑郁物质，能够有效改善抑郁症状，但目前对其机理研究甚少。

3.2单胺类神经递质有广泛的生物学功能，参与睡眠节律调节、精神活动、体温调控、情绪反应等生理反应。神经递质由神经末梢释放以完成神经元之间信息传递，对神经、内分泌等相关系统进行调节。目前认为与抑郁症发病相关较为密切的单胺类神经递质有5-HT、DA、去甲肾上腺素(norepinephrine，NE)等[21-22]。5-HT在抑郁症的发生、发展中有重要地位。有研究表明，5-HT水平与抑郁症的严重程度呈正相关[23]。对抑郁症患者的尸检也发现，其缝核内5-HT含量明显减少[24]。目前，在临床上使用的抗抑郁药物也是通过抑制5-HT的代谢和重摄取以提升5-HT含量，从而起到抗抑郁的作用[25]。另外，DA的减少与抑郁症也有紧密联系[26]。患有某些能引起机体DA水平降低疾病的患者，常常表现出抑郁的情绪[27]。因此，在众多抑郁症病因的假说中，单胺类神经递质假说得到较广泛的认可，这也是目前临床抗抑郁治疗的基础。该假说认为，中枢神经系统的5-HT能神经和DA能神经存在着复杂的联系，脑组织内DA和5-HT缺乏是引起抑郁的重要原因之一[28]。

3.3本研究通过CUMS建立抑郁大鼠模型，并通过FST、OFT、EPM行为学实验判定造模成功。OFT可反映大鼠进入新环境的活动情况和情绪变化，观察其出现与抑郁症患者类似的运动迟缓、精神萎靡、缺乏兴趣等症状的情况。FST可反映大鼠在行为绝望时的自主反应，观察其出现与抑郁症患者类似的轻生厌世、求生欲降低等麻木情绪的情况。临床上抑郁和焦虑是密切关联的症状，而EPM可反映大鼠的焦虑表现。本研究结果显示，模型组大鼠的游泳不动时间显著高于空白组，OFT得分、OT/TT显著低于空白组，提示抑郁大鼠模型建造成功。而经过不同剂量的石菖蒲干预后，抑郁大鼠的行为学指标获得改善，提示抑郁症状好转，且实验结果呈现出剂量依赖性。另外，本研究结果还显示，抑郁大鼠脑组织的DA、5-HT水平显著低于空白组，这也验证了DA和5-HT在抑郁症发生、发展中具有重要作用。经过不同剂量石菖蒲干预后，抑郁大鼠脑组织的DA、5-HT水平上升，且呈剂量依赖性。

综上所述，抑郁症的发生可能与脑组织DA、5-HT水平、功能下降有关，石菖蒲治疗可有效改善抑郁症状，且这可能是通过提升大脑环境中DA、5-HT含量实现的。