基于网络药理学及慢性束缚应激诱导抑郁大鼠模型验证强志方的抗抑郁作用机制

摘要

本研究在慢性束缚应激诱导的抑郁大鼠模型中评估了强志方的抗抑郁作用，并通过网络药理学和分子对接分析阐明了其对HIF-1和JAK-STAT通路的调控作用。

摘要

抑郁症是一种复杂的神经精神疾病，治疗上存在显著挑战。强志方（QZF）是中药复方制剂，在治疗抑郁症方面显示出潜在的临床疗效。然而，QZF的作用机制和活性成分尚未完全阐明。本研究的主要目的是通过整合网络药理学预测与实验验证，阐明QZF缓解抑郁症的有效活性成分及其潜在的分子作用机制。

我们采用慢性束缚应激（CRS）大鼠模型，并通过开放旷场实验（OFT）、蔗糖偏好实验（SPT）和强迫游泳实验（FST）等行为学测试评估芪蛭方（QZF）对抑郁的治疗作用。在行为学指标方面，与模型组相比，QZF组大鼠的体质量显著增加、蔗糖偏好率显著升高、中心区域停留时间显著延长（P < 0.01，P < 0.01，P < 0.01），且强迫游泳实验中的不动时间显著缩短（P < 0.001）。网络药理学与分子对接研究表明，QZF可能通过调控HIF-1和JAK-STAT信号通路发挥抗抑郁作用，其关键靶基因包括AKT1、IL-6、MTOR和TP53，这些基因参与炎症反应、神经保护及细胞凋亡过程。综上所述，本研究为中药复方在抑郁症综合治疗中的现代化与开发提供了新的科学依据。

引言

抑郁症是一种普遍存在的全球性健康问题，其特征为持续的情绪低落、兴趣和愉悦感减退，以及认知和神经功能损害¹。根据世界卫生组织的报告，全球约有3.8亿人受抑郁症影响，且这一数字预计将持续上升²。作为一种复杂的多因素精神障碍，抑郁症严重影响患者的生活质量，并给社会带来巨大的经济和医疗负担，具有高发病率、高复发率和高致残率的特点³。

抑郁症的病因复杂，其确切机制尚未完全阐明。随着该领域研究的进展，神经炎症、氧化应激和细胞凋亡等因素受到广泛关注。研究表明，与健康个体相比，抑郁症患者体内促炎性细胞因子如TNF和白细胞介素-1β的水平升高，且在患有炎症性疾病的个体中抑郁症的患病率更高⁴。在氧化应激过程中，有害刺激可导致活性氧（ROS）过度生成，超出机体抗氧化防御能力，造成氧化系统与抗氧化系统之间的失衡，从而引起组织损伤。抑郁症中升高的氧化应激可增强脂质过氧化，加剧细胞基因和蛋白质的损伤，影响神经元功能，并导致神经元变性、凋亡以及可塑性受损⁵。此外，抑郁症患者在临床表现、生化标志物和脑结构方面观察到的改变均与细胞凋亡相关。影像学研究显示，抑郁症患者海马体积减小并出现萎缩，而神经元凋亡可能在这些变化中起关键作用⁶

方案

所有实验方案均经山东中医药大学动物实验伦理委员会批准（批准号：YYLW2023000327），并符合美国国立卫生研究院发布的《实验动物护理与使用指南》。本实验使用40只健康雄性Wistar大鼠，SPF级，平均体重为(140 ± 10) g（图1）。本方案中使用的所有材料、设备和软件清单见材料表。

1. 大鼠抑郁模型

1. 动物饲养与分组
   1. 进入饲养室，使用尾部标记仪器对动物进行编号。
   2. 将大鼠单独饲养在笼具中，维持温度为 21 ± 2 °C 12小时光照/12小时黑暗循环。
   3. 将大鼠在实验室环境中适应性饲养7天，提供 随意摄取 在每日处理以适应期间，保持食物和水的自由摄取。
   4. 在适应期结束后，测量体重，并进行蔗糖偏好实验（SPT）和开放旷场实验（OFT）。
   5. 根据实验数据将大鼠分为四组，每组10只：对照（CON）组、模型（CRS）组、QZF组和氟西汀（F）组。
2. 建立慢性束缚应激（CRS）大鼠模型
   1. 构建大鼠固定装置。选择一根直径和长度均适合大鼠体型的透明塑料管²¹，使大鼠可在其中站立和转身，同时防止....

结果

慢性不可预知性应激诱导的大鼠抑郁模型中的行为学测试结果

蔗糖偏好实验结果
在基线水平时，各组之间的蔗糖偏好系数无显著差异（P > 0.05）。经过28天干预后，CRS组的蔗糖偏好系数显著低于CON组（P < 0.05），而F组和QZF组的蔗糖偏好系数均显著高于CRS组（均 P < 0.01）。结果表明，应激大鼠表现出典型的快感缺失症状，而F和QZF治疗可缓解该症状（图2A）。

体重结果
在诱导慢性束缚应激（CRS）前，各组之间的体重差异无统计学意义（P > 0.05）。经过4周的应激处理后，CRS组的体重增长速率显著低于对照组（CON）（P < 0.01）；而F组和QZF组的体重增长速率显著高于M组（P < 0.......

讨论

慢性不可预知性应激（CRS）是建立抑郁症动物模型的常用方法。该模型可模拟人类生活中所经历的慢性心理应激，并诱导大鼠出现类似抑郁的行为³⁵。本研究中，大鼠束缚管由透明塑料制成，在确保动物安全的同时，便于实验过程中进行清晰观察。该透明管长度约为18 cm，直径为6 cm，管壁及管盖上均匀分布多个直径为1 cm的通风孔，以保证大鼠在束缚期间有充足的空气流通。应激处理后的大鼠表现出精神萎靡、目光呆滞等抑郁样症状，以及典型的抑郁相关行为学改变。具体表现为：开放场实验（OFT）中运动活动减少，强迫游泳实验（FST）中静止不动时间延长，以及糖水偏好实验（SPT）中蔗糖摄入量下降。这些行为学表现与临床上抑郁症患者所表现出的运动迟缓、快感缺失及兴趣减退高度相似。

在研究抑郁症复杂病理机制的背景下，网络药理学与分子对接技术的结合为分析中药复方在治疗抑郁症中的分子机制提供了一种创新策略。本研究确定HIF1A、STAT3、BCL2、MTOR、AKT1和IL6为芪枝扶正方（QZF）治疗抑郁症的核心靶点。这些靶点主要富集于HIF-1和JAK-STAT信号通路。这.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
动物行为分析系统	上海欣软信息科技有限公司	XR-SuperMaze
AutoDockTools	斯克里普斯研究所
Cytoscape 软件	Cytoscape联盟	版本 3.7.2
电烙铁打孔器	南京奈维科技有限公司
氟西汀	礼来苏州制药有限公司
旷场实验系统	上海欣软信息科技有限公司	XR-XZ301
PyMol	Schrödinger
强智方	山东中医药大学附属医院，中国济南
透明塑料管	南通百阳塑料制品有限公司