石菖蒲对抑郁大鼠体内炎症因子含量及行为学的影响

付佳　荀晨曦　李爽　官杰

【摘要】 目的：研究不同劑量石菖蒲对抑郁大鼠炎症因子及行为学的影响。方法：将30只SD雄性大鼠随机选择5只设为空白组，其余分五组：模型组、氟西汀组[1.8 mg/（kg·d）]和中药石菖蒲低、中、高剂量组[5、10、20 mL/（kg·d）]饲养，每组5只。造模给药结束后，进行行为学测试，并采用酶联免疫吸附法（ELISA）检测各组大鼠白细胞介素-1（IL-1）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-10（IL-10）、白细胞介素-13（IL-13）水平。结果：经过21 d造模后，与空白组相比，模型组旷场试验总分明显减少，游泳不动时间明显延长，OT/TT百分比明显减少（P<0.05）。与模型组相比，高、中、低剂量组和氟西汀组旷场试验总分均明显升高，游泳不动时间均明显缩短，OT/TT百分比均明显升高（P<0.05）。中剂量组和低剂量组的旷场试验总分与空白组相比，差异均有统计学意义（P<0.05）。高、中、低剂量组和氟西汀组的游泳不动时间、OT/TT百分比与空白组相比，差异均有统计学意义（P<0.05）。与空白组相比，模型组血清中IL-1、IL-6的含量均显著升高，IL-10、IL-13的含量均显著降低（P<0.05）。与模型组相比，高剂量组、氟西汀组血清中IL-1、IL-6的含量均明显降低，IL-10、IL-13均明显升高（P<0.05）。高剂量组血清中IL-1、IL-6的含量与空白组相比，差异均有统计学意义（P<0.05）。结论：石菖蒲可能通过降低血清中促炎因子含量，升高抑炎因子含量，而产生抗抑郁作用。

【关键词】 石菖蒲 抑郁症 抑郁大鼠 慢性不可预知性温和应激 炎症因子 行为学

Effects of Acorus Calamus on Inflammatory Factor Content and Behavior in Depressed Rats/FU Jia， XUN Chenxi， LI Shuang， GUAN Jie. //Medical Innovation of China， 2022， 19（01）： 0-025

[Abstract] Objective： To study the effects of different doses of Acorus Calamus on inflammatory factors and behavior in depressed rats. Method： Five of 30 male SD rats were randomly selected as the blank group， and the rest were divided into five groups： model group， Fluoxetine group [1.8 mg/（kg·d）] and low， medium and high-dose groups of Acorus Calamus [5， 10， 20 mL/（kg·d）]， with 5 rats in each group. After modeling and administration， behavioral tests were performed， and the levels of interleukin-1 （IL-1）， interleukin-6 （IL-6）， interleukin-10 （IL-10） and interleukin-13 （IL-13） were detected by enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）. Result： After 21 d of modeling， compared with the blank group， the total score of open field test in the model group was significantly decreased， the immobile swimming time was significantly prolonged， and the percentage of OT/TT was significantly decreased （P<0.05）. Compared with model group， the open field test scores of high， medium， low-dose group and Fluoxetine group were significantly increased， the immobile swimming time were significantly shortened， and the OT/TT percentage were significantly increased （P<0.05）. Compared with blank group， the open field test scores of medium-dose group and low-dose group were significantly different （P<0.05）. There were statistically significant differences in immobile swimming time and OT/TT percentage in high， medium， low-dose and Fluoxetine groups compared with the blank group （P<0.05）. Compared with blank group， serum IL-1 and IL-6 contents in model group were significantly increased， while IL-10 and IL-13 contents were significantly decreased （P<0.05）. Compared with model group， serum IL-1 and IL-6 contents in high-dose group and Fluoxetine group were significantly decreased， while IL-10 and IL-13 were significantly increased（P<0.05）. The contents of IL-1 and IL-6 in serum of the high-dose group were compared with that of the blank group， the differences were statistically significant （P<0.05）. Conclusion： Acorus Calamus may have antidepressant effect by reducing the content of pro-inflammatory factors and increasing the content of anti-inflammatory factors in serum.

[Key words] Acorus Calamus Depression Depressed rats Chronic unpredictable mild stress Inflammatory factors Behavioural

First-author’s address： College of Mental Health， Qiqihar Medical College， Qiqihar 161000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2022.01.005

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障碍综合征。西药是目前治疗的首选，但其持续时间较长，容易上瘾[1-3]。近年来，临床治疗已经证实了以中药为基础的治疗方案对抑郁症的确切疗效，因此研究开发对抑郁症有效的中药具有重要意义[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。石菖蒲在我国被用于治疗脑部疾病，抗抑郁作用效果明显，但目前对石菖蒲治疗抑郁机理的研究尚不明确[5]。本实验观察抑郁大鼠在不同剂量石菖蒲作用下的行为学表现及促炎因子、抑炎因子的变化，探究石菖蒲抗抑郁作用，并探讨其相关作用机制，以期为石菖蒲作为新的抗抑郁药开发以及在临床上的应用提供实验依据和理论基础。

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]，实验于2019年9月16日开始，2019年12月20日结束。

1.2 试验药物 石菖蒲中药原料（均购自齐齐哈尔医药商厦）;盐酸氟西汀胶囊（生产厂家：礼来苏州制药有限公司，批准文号：国药准字J20130010，规格：20 mg）;酶联免疫吸附（ELISA）检测试剂盒（IL-1、IL-6、IL-10、IL-13）购自厦门慧嘉生物科技有限公司;0.9%氯化钠。

1.3 方法

1.3.1 动物分组与造模 将大鼠按随机法分为空白组、模型组、氟西汀组、石菖蒲低、中、高剂量组，共6组，每组5只，单独饲养。空白组不造模，其余5组进行21 d的慢性不可预见性温和刺激（chronic unpredictable mild stress，CUMS）[6-9]：（1）禁食、禁水20 h;（2）倾斜鼠笼45° 17 h;（3）湿笼（将大鼠浸入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，把大鼠放入自制的可以调节长度的不锈钢束缚器（长为25 cm、内径为6 cm）中4 h。6种刺激，每天隨机采取一种。以上实验以不影响大鼠正常昼夜节律、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，造模是否成功通过行为学检测。

1.3.2 给药方法 每天造模结束后1 h给予大鼠灌胃，空白组剂量参考文献[10]。（1）低、中、高剂量组分别按5 mL/（kg·d）、10 mL/（kg·d）、20 mL/（kg·d）给予石菖蒲水提取液灌胃，石菖蒲水提取液制备：将石菖蒲与同等质量的水进行熬制，过滤，1次/d，连续21 d。（2）氟西汀组按1.8 mg/（kg·d）给予氟西汀水溶液灌胃，1次/d，连续21 d。（3）空白组和模型组按10 mL/（kg·d）进行0.9%氯化钠灌胃，1次/d，连续21 d。

1.3.3 行为学测试

1.3.3.1 旷场试验（open field test，OFT） 模型建立21 d后，进行旷场试验。参考文献[11-12]。实验装置是一个开放的房间（100 cm×100 cm×40 cm），四壁黑色;将动物穿过广场的次数记录为水平活动分数，以大鼠前肢离地的次数当作垂直活动的得分。将大鼠置于开放室中央，记录大鼠5 min的水平和垂直活动得分情况。最后，水平和垂直分数相加，记录为旷场试验的总分数。

1.3.3.2 强迫游泳试验（forced swimming test，

FST） 参考文献[13-14]，模型建立21 d后，将安静状态下的各组大鼠，放入已经连接好的圆柱水缸中，在25 ℃左右的水中进行时长为15 min的强迫游泳。结束后，用毛巾擦干大鼠鼠毛，必要时用吹风机吹干。将处理好的大鼠放回鼠笼。24 h后，重复上述步骤，但时间缩短到5 min，记录5 min内大鼠的不动时间（单位为s）。

1.3.3.3 高架十字迷宫实验（elevated plus-maze，EPM） 参照文献[15]，模型建立21 d后，将大鼠放入中央平台（面朝着闭合臂），5 min后观察以下各项指标，进入开放臂的次数（OE）和持续时间（OT）、进入闭合臂的次数（CE）和持续时间（CT）。本实验以大鼠持续时间（OT）占两臂停留总时间（TT）的百分比来计算。

1.3.4 神经递质测定

1.3.4.1 试剂准备与样品 造模及行为学实验结束后将大鼠断头处死，在冰上剥离全脑，取前额叶、海马组织和纹状体用预冷的0.9%氯化钠洗净置于EP管，分别向组织加入适量的0.9%氯化钠捣碎，3 000 r/min离心10 min取上清液。

1.3.4.2 ELISA测定 从冰箱中取出大鼠DA、5-HT ELISA试剂盒，室温平衡30 min。从-80 ℃冰箱中取出待检测的大鼠脑组织样本，室温解冻。分别进行标准品的稀释、各孔加样、温育、配制洗涤液、洗涤、加酶、显色、终止，测定[16]。详细步骤均严谨按照说明书进行。

1.4 统计学处理 采用SPSS 26.0软件和Graphpad prism 8.0对所得数据进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，比较采用t检验，多组数据比较采用方差分析;计数资料以率（%）表示，比较采用χ检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组大鼠行为学测定结果比较 所有大鼠造模成功。经过21 d造模后，与空白组相比，模型组旷场试验总分明显减少，游泳不动时间明显延长，OT/TT百分比明显减少，差异均有统计学意义（P<0.05）。与模型组相比，石菖蒲高、中、低剂量组、氟西汀组旷场试验总分均明显升高，游泳不动时间均明显缩短，OT/TT百分比均明显升高，差异均有统计学意义（P<0.05）。高剂量组、氟西汀组的旷场试验总分与空白组相比，差异均无统计学意义（P>0.05）;中剂量组和低剂量组的旷场试验总分与空白组相比，差异均有统计学意义（P<0.05）。高剂量组、中剂量组、低剂量组和氟西汀组的游泳不动时间、OT/TT百分比与空白组相比，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表1和图1、2、3。

2.2 各组大鼠血清中炎症因子比较 与空白组相比，模型组血清中IL-1、IL-6的含量均显著升高，IL-10、IL-13的含量均显著降低，差异均有统计学意义（P<0.05）。与模型组相比，高剂量组、氟西汀组血清中IL-1、IL-6的含量均明显降低，IL-10、IL-13均明显升高，差异均有统计学意义（P<0.05）。中剂量组、低剂量组血清中IL-1、IL-6、IL-10、IL-13的含量与模型组相比，差异均无统计学意义（P>0.05）。高剂量组血清中IL-1、IL-6的含量与空白组相比，差异均有统计学意义（P<0.05）;高剂量组血清中IL-10、IL-13的含量与空白组相比，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表2和图4、5、6、7。

3 讨论

3.1 石菖蒲对抑郁大鼠行为学的调节作用 本实验采用慢性不可预见性温和刺激造模，对雄性大鼠进行为期21 d的应激刺激，构建抑郁模型。其中，旷场实验总距离反应大鼠进入新环境的活动情况和情绪变化，强迫游泳中不动时间反应大鼠在行为绝望时的自主反应，高架十字迷宫经常用于大鼠焦虑测试[17-18]。经测试，抑郁模型的大鼠旷场实验得分总分减少，这与抑郁患者临床症状相近，提示造模成功。经过21 d造模后，与空白组相比，模型组旷场试验总分明显减少，差异有统计学意义（P<0.05）。说明经过CUMS造模后，大鼠活动能力下降，探索能力降低，表现出与抑郁症患者类似的运动迟缓，精神萎靡，缺乏兴趣等症状。经过21 d造模后，与空白组相比，模型组游泳不动时间明显延长（P<0.05）。说明经过CUMS造模后，大鼠探索和求生欲望下降，有临床抑郁患者情绪轻生厌世、麻木等表现。经过21 d造模后，与空白组相比，模型组OT/TT百分比明显减少（P<0.05）。说明经过CUMS造模后，大鼠出现严重焦虑心理，与临床抑郁症患者抑郁焦虑伴行的现象相似。与模型组相比，高、中、低剂量组、氟西汀组旷场试验总分均明显升高，游泳不动时间均明显缩短，OT/TT百分比均明显升高（P<0.05）。说明石菖蒲高、中、低剂量组、氟西汀组能提高抑郁大鼠探索和活动能力，缓解抑郁大鼠焦虑心理。高剂量组、氟西汀组的旷场试验总分与空白组相比，差异均无统计学意义（P>0.05）;中剂量组和低剂量组的旷场试验总分与空白组相比，差异均有统计学意义（P<0.05），说明石菖蒲高剂量组和氟西汀组治疗抑郁大鼠活动能力效果明显，中剂量和低剂量有效。高、中、低剂量组和氟西汀组的游泳不动时间、OT/TT百分比与空白组相比，差异均有统计学意义（P<0.05），说明石菖蒲组各种剂量对治疗抑郁大鼠探索和活动能力及抑郁焦虑均有效果，但不能完全恢复正常水平。

3.2 石菖蒲对抑郁大鼠炎症因子的影响 免疫细胞因子假说认为抑郁症的发病是由于慢性應激引起免疫激活，产生炎症细胞因子，从而造成单胺类神经递质、HPA轴改变[19-20]。研究发现抑郁症与促炎因子产生增加、抑炎因子的减少有关，抑郁症或抑郁症状的产生均可被激活的免疫反应和相关促炎因子的增加、抑炎因子的减少解释，免疫反应激活的同时肾上腺皮质激素分泌增加最终引起HPA轴的亢进[21]。

本研究结果显示，与空白组相比，模型组血清中IL-1、IL-6的含量均显著升高，IL-10、IL-13的含量均显著降低（P<0.05）。表明造成抑郁的原因可能与大鼠血清促炎因子含量升高和抑炎因子含量降低有关。与模型组相比，高剂量组、氟西汀组血清中IL-1、IL-6的含量均明显降低，IL-10、IL-13均明显升高（P<0.05）。中、低剂量组血清中IL-1、IL-6、IL-10、IL-13的含量与模型组相比，差异均无统计学意义（P>0.05）。高剂量组血清中IL-1、IL-6的含量与空白组相比，差异均有统计学意义（P<0.05），说明虽然石菖蒲能缓解大鼠抑郁状况，但不能使促炎因子完全恢复正常水平;高剂量组血清中IL-10、IL-13的含量与空白组相比，差异均无统计学意义（P>0.05）。说明石菖蒲能提高抑郁大鼠血清中IL-10、IL-13的含量，且石菖蒲对大鼠血清中IL-10、IL-13含量的影响与剂量有关，石菖蒲高剂量组能使抑郁大鼠血清中IL-10、IL-13接近正常水平。

综上所述，本研究结果表明石菖蒲可以改善抑郁大鼠的行为学能力，能够明显改善抑郁症状，石菖蒲的抗抑郁机理可能与降低血清中促炎因子的含量，提高血清中抑炎因子的含量有关，有望将石菖蒲的抗抑郁作用用于临床抑郁症的治疗。

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（收稿日期：2021-05-24） （本文编辑：姬思雨）