酵母多肽通过减轻海马神经元凋亡和肠道菌群失调缓解慢性束缚应激大鼠的抑郁症状
研究背景
抑郁症是一种常见的慢性神经性疾病,全球约有3亿人受其影响。目前的抗抑郁药物存在副作用且对部分患者无效。近年来,海马神经元损伤与抑郁症的关系以及肠道菌群与大脑的双向通信(肠脑轴)成为研究热点。酵母提取肽(AP)作为一种天然活性成分,已被证明具有抗氧化和降血压等功效,但其对抑郁症的潜在治疗作用尚未明确。
研究目的
探讨酵母提取肽(AP)对慢性束缚应激(CRS)诱导的抑郁大鼠的改善作用及其机制。
详细研究方法
实验设计:采用8周的CRS建立抑郁模型,随后进行4周的AP干预(低剂量50 mg/kg体重,高剂量200 mg/kg体重)。
实验对象:6周龄的雄性Sprague-Dawley大鼠。
干预周期:CRS持续8周,随后AP干预4周。
检测指标:
行为测试:包括糖水偏好测试(SPT)、强迫游泳测试(FST)和明暗箱测试(LDT)。
血清和海马神经递质检测:测定血清中促肾上腺皮质激素(ACTH)和皮质醇(CORT)水平,以及海马中5-羟色胺(5-HT)和去甲肾上腺素(NE)水平。
基因和蛋白表达检测:通过RT-qPCR和Western blot检测海马中CREB/BDNF/TrkB/Akt信号通路的基因和蛋白表达。
海马神经元超微结构分析:采用透射电镜观察海马齿状回(DG)区神经元的超微结构。
肠道菌群分析:通过16S rRNA测序分析粪便样本中的肠道菌群组成。
实验结果
行为测试:AP显著改善了抑郁大鼠的行为表现。具体来说,AP让大鼠对糖水的兴趣增加(糖水偏好率提高),在强迫游泳测试中挣扎的时间变长(求生意识提高),并且在明暗箱测试中更愿意待在明亮的区域。这些结果表明AP能够有效缓解抑郁行为。
血清和海马神经递质水平:AP能够显著降低大鼠血清中的促肾上腺皮质激素(ACTH)和皮质酮(CORT)水平,这两种激素通常与应激反应有关。同时,AP还显著提高了大鼠海马区的5-羟色胺(5-HT)和去甲肾上腺素(NE)水平,这两种神经递质与情绪调节密切相关,它们的增加有助于改善抑郁情绪。
基因和蛋白表达:AP显著上调海马中CREB/BDNF/TrkB/Akt信号通路的基因和蛋白表达(此信号通路在神经保护和生成中起重要作用),表明其可能通过该通路减轻神经元损伤。
海马神经元超微结构:AP减轻了CRS引起的海马神经元损伤,表现为细胞核和线粒体结构的改善(AP对神经元的保护在功能与细胞结构层面体现)。
肠道菌群调节:AP显著改善CRS诱导的肠道菌群失调,增加有益菌(如Romboutsia、Turicibacter等)的相对丰度,降低有害菌(如Erysipelatoclostridium、Streptococcus等)的相对丰度,这些菌群通常与代谢紊乱有关。
实验结论
酵母提取肽(AP)通过调节肠道菌群、保护海马神经元免受损伤以及调节血清激素和海马神经递质水平,显著改善了CRS诱导的抑郁大鼠的行为和生理指标,显示出良好的抗抑郁潜力。