天津中医药大学揭示小檗碱经肠菌-SCFAs-脑轴抗CUMS抑郁

【写在前面】：本期推荐的是由天津中医药大学、济宁医科大学药学院等研究团队合作近期发表于Journal of Affective Disorders (IF6.533）的一篇文章，揭示CUMS大鼠肠道微生物群-SCFAs-脑轴与小檗碱抗抑郁活性的关系。

【题目及作者信息】

Gut microbiota-SCFAs-brain axis associated with the antidepressant activity of berberine in CUMS rats

【摘要】（阅读原文为主）

背景

小檗碱（BBR）的抗抑郁作用已被广泛报道。然而，其根本机制仍不清楚。微生物群-肠-脑（MGB）轴在抑郁症的发病机制中起着关键作用。因此，我们旨在探索BBR的抗抑郁机制，包括慢性不可预测轻度应激（CUMS）诱导的抑郁大鼠肠道微生物群、神经递质、BDNF和SCFAs的关联。

实验方法

通过开放试验、1%蔗糖偏好试验和体重试验检测BBR对CUMS诱导的抑郁大鼠的抗抑郁作用。16S rDNA测序用于鉴定肠道微生物群的变化。通过GC–MS靶向代谢组学分析粪便短链脂肪酸的浓度。同时，通过酶联免疫吸附试验（ELISA）测定神经递质和BDNF的表达。

主要结果

BBR通过增加海马中5-羟色胺（5-HT）、去甲肾上腺素（NE）、多巴胺（DA）和BDNF的表达，改善了CUMS大鼠的抑郁样行为。BBR调节抑郁大鼠的厚壁菌门、拟杆菌门和钩藤科，导致短链脂肪酸的合成和代谢改变，包括乙酸、丙酸和异戊酸。

局限性

缺乏BBR通过肠道微生物群SCFAs脑轴改善抑郁行为的直接证据，本研究仅对雄性大鼠进行了研究。

结论

BBR的抗抑郁机制与通过调节肠道微生物群SCFAs单胺类神经递质/BDNF调节MGB轴有关。

图文摘要

【前言】

抑郁症是造成全球疾病负担的主要心理健康因素，已被指定为全球健康危机。在任何12个月的时间里，世界上约有4.7%的人口经历过抑郁症发作。抑郁症会造成严重的个人痛苦，损害社会功能和经济生产力，导致过早死亡，并对家庭和社会产生重大影响。抑郁症的病因尚不清楚，潜在的发病机制复杂，与遗传、免疫、心理和社会环境等多种因素有关。因此，抑郁症的预防和治疗已成为公众迫切关注的问题。尽管对抑郁症进行了广泛的研究，但其病理机制仍不清楚。

中草药具有多成分、多靶点、多渠道作用的特点。中草药的生物活性成分影响肠道微生物群的组成和结构，中草药的成分可以被肠道微生物群代谢或转化，从而产生新的生物活性组分，促进药物吸收到循环系统中。小檗碱（BBR）是著名中草药黄连的主要生物碱成分。BBR具有多种药理作用，包括抗菌、抗病毒和肠道微生物作用。在中国，它被用于治疗消化道疾病已有数千年的历史。最近，BBR的抗抑郁作用也被广泛报道。Wang等人报道，BBR通过犬尿氨酸（KYN）/5HT途径，通过下调吲哚胺2，3-二加氧酶（1IDO1）和单胺氧化酶A（MAOA），并上调多巴胺脱羧酶（DDC），减轻了CUMS诱导的抑郁样行为。Zhang等人发现，BBR可以通过调节血浆BDNF水平和保护神经元免受病理和形态学变化的影响，发挥CUMS诱导的抗抑郁作用。一项研究发现，BBR通过促进BDNF的表达，减轻了CUMS诱导的小鼠抑郁行为，并促进了海马神经元的生长。另一项研究发现，BBR可以通过提高海马单胺类水平来实现CUMS诱导的抗抑郁作用。Xu等人发现，BBR治疗抑郁症可调节单胺类神经递质（包括5-HT、NE和DA）和相关代谢途径（如蝎酸盐和醛酸盐、丁酸盐和嘧啶代谢）的异常水平。然而，BBR的详细抗抑郁机制尚不清楚。在本研究中，我们旨在通过16S rDNA测序和气相色谱-质谱（GC–MS）研究肠道微生物群及其代谢产物（SCFAs）是否与BBR的抗抑郁作用有关。此外，通过ELISA检测5-HT、NE、DA和BDNF水平，以显示单胺类神经递质、BDNF、SCFAs和肠道微生物群之间的相关性。

【结果部分】

1.CUMS大鼠抑郁样行为的变化。

2.BBR对CUMS大鼠海马神经递质和BDNF水平的影响。

3.BBR治疗显著改变了CUMS大鼠的肠道微生物群。

4.从LEfSe分析中获得的分类分支图。

5.LEfSe分析的LDA评分。

6.BBR处理CUMS大鼠粪便中SCFAs的变化。

【结论与讨论】

BBR处理上调厚壁菌门和钩藤科，下调拟杆菌门，导致短链脂肪酸的合成和代谢发生改变。例如，BBR下调短链脂肪酸中的乙酸和丙酸，并上调异戊酸。MGB轴的激活进一步影响海马中单胺类神经递质和BDNF的水平，从而改善抑郁样行为。在本研究中，我们通过肠道微生物群SCFA脑轴部分阐明了BBR的抗抑郁机制。然而，BBR对肠道微生物群的影响可能因剂量而异。需要进一步的研究来探索BBR的抗抑郁机制。

转自：“如沐风科研”微信公众号

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