抑郁症是一种以显著而持久的心境低落为主要临床特征的精神情感障碍性疾病,终身患病率高达17%[1],世界卫生组织在年的最新报告中指出,目前全球大约有3.2亿人患有抑郁症,发病率高达4.4%,我国抑郁症发病率约为4.2%,预计到年,抑郁症将会成为严重威胁人类健康的第二大疾病,仅次于心脑血管疾病[2]。
代谢组学是继基因组学、蛋白组学和转录组学之后出现的一门新兴的“组学”,是生物体在病理生理刺激和遗传因素改变的条件下,在多个时间,不同方位定量定性检测其代谢物变化,测定整个机体的代谢图谱,解释代谢物的变化规律,全面理解代谢物在病理条件下的变化过程和代谢途径的一门学科[3]。代谢组学研究中一般采用核磁共振(NMR)、液相色谱-质谱联用(LC-MS)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)等具有高通量、高灵敏度和高精密度的分析技术,分析细胞、组织等生物样本中的内源性代谢物变化过程,同时通过其动态变化来分析研究对象的病理生理状态。代谢组学为中药新药研发、中药复方安全性评价、药效物质基础和作用机制研究提供了强有力的技术支持[4-7]。NMR技术不需要对样品进行前处理,且对样本无破坏是目前唯一可以用于活体研究的分析技术[8],目前,基于NMR分析手段的代谢组学已经成为一种强有力的工具[9]。
本课题组前期通过系统溶剂提取法、药效学验证和化学成分指纹图谱分析,发现逍遥散低极性部位抗抑郁作用显著,并通过药效成分归属和逍遥散临床观察进行处方化裁,得到了优选复方柴归方,该方由柴胡、当归、白芍、炒白术、炙甘草、薄荷6味中药组成[10]。本研究制备大鼠温和慢性不可预知应激(CUMS)抑郁模型,采用基于NMR的代谢组学技术对大鼠血液代谢物的变化进行测定分析,从小分子代谢物角度对复方柴归方各剂量组的抗抑郁药效进行评价和验证,同时寻找出潜在的抑郁症疾病生物标志物和药物疗效标志物。
1材料
1.1动物
56只成年雄性SD大鼠,SPF级,体质量~g,购于北京维通利华实验动物技术有限公司,动物许可证号SCXK(京)-,动物置于自然节律光照环境下,适应性饲养1周,室温22~24℃,相对湿度35%~55%。
1.2药品与试剂
中药饮片柴胡BupleurumchinenseDC.、当归Angelicasinensis(Oliv.)Diels、白芍PaeonialactifloraPall.、炒白术AtractylodesmacrocephalaKoidz.、炙甘草GlycyrrhizauralensisFisch.、薄荷MenthahaplocalyxBriq.均购于山西省华阳药业有限公司,经山西大学中医药现代研究中心秦雪梅教授鉴定均为正品,鉴定结果符合《中国药典》年版规定;重水(D2O,美国默克试剂公司);盐酸文拉法辛胶囊(25mg/粒,批号,成都康弘药业集团股份有限公司)。
1.3仪器
CentrifugeTDL-5低温高速离心机(上海安亭科学仪器厂);BSAS电子天平(赛多利斯科学仪器有限公司);大鼠旷场测试箱(长cm、宽cm、高80cm),黑色,25格,实验室自制;KQ2DB超声仪(昆山超声仪器有限公司);BrukerMHzAVANCIII核磁共振检测仪(德国布鲁克公司)。
2方法
2.1复方柴归方提取物的制备
按复方柴归方处方配比(柴胡-白芍-当归-炒白术-炙甘草-薄荷6∶6∶6∶6∶3∶2)取适量药材,加8倍量75%乙醇,加热回流2次,每次2h,药渣8倍量水提取2次,每次2h,回收乙醇,浓缩干燥;将水提液浓缩至1.10g/mL(65℃),乙醇沉淀体积分数为70%,静置48h,滤过,回收乙醇,浓缩干燥,混合乙醇提取物和水提醇沉物,减压浓缩干燥,即得复方柴归方提取物(芍药苷质量分数不少于8.9mg/g,柴胡皂苷a质量分数不少于2.5mg/g)。
2.2分组与给药
大鼠正常饲养适应1周后,进行糖水训练和旷场实验测试,根据大鼠体质量和实验结果,将大鼠随机分为7组:对照组、模型组、文拉法辛(0.g/kg)阳性对照组和复方柴归方高、中、低剂量(生药19.4、9.7、4.8g/kg)组,联合用药(复方柴归方+文拉法辛,9.7g/kg+0.g/kg)组,每组10只。各给药组均ig给药,连续给药28d,每日给药体积为10mL/kg,其中对照组和模型组ig给予等体积蒸馏水。
2.3CUMS抑郁模型复制
结合本实验室对经典造模方法的改进措施,改进造模方式,9种应激因子随机安排:(1)禁食24h;(2)禁水24h;(3)4℃冰水浴5min;(4)超声刺激3h;(5)45℃热刺激10min;(6)足底电击,电压36V;(7)空瓶应激1h;(8)夹尾2min;(9)束缚3h。对照组每笼5只,正常饲养;其余各组单笼喂养,并连续28d给予应激,每天随机1种刺激,同种刺激不连续出现。所有组别大鼠每周均进行称体质量、糖水偏爱率和旷场实验测试。造模与给药同时进行。
2.4样品收集与制备
实验第29天采集各组大鼠血清及组织样本,采样前各组大鼠禁食不禁水处理12h。实验当天对各组大鼠称体质量,按每只大鼠的体质量,ip10%水合氯醛(5mL/kg)麻醉,股动脉取血于10mLEP管中,冰上放置20min,r/min离心5min,取上清液置于1.5mLEP管中,?80℃保存。
血清样品预处理:将存于?80℃的样本放于冰水混合物中解冻,精密吸取μL于1.5mLEP管中,再加入μLD2O,涡旋震荡30s,4℃、1r/min低温高速离心20min,吸取μL上清液置于内径5mm的核磁管中,用于检测。
2.51H-NMR检测与图谱处理
样品在BrukerMHzAVANCEIIINMR仪上检测(25℃)。采用CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill)脉冲序列,检测谱宽.2Hz,扫描次数为64次,FID分辨率0.Hz,脉冲时间9.95s,采样时间4.s,延迟时间1.0s,采样间隔40.5s,采样点为。
所有图谱采用MestReNova核磁图谱数据处理软件对血清1H-NMR图谱进行傅里叶转换,然后进行相位、基线的调整,以肌酐(δ3.04)为标准对图谱进行化学位移校正,切除δ4.30~5.16区间的水峰,以0.01为单位对δ0.70~8.60的核磁图谱做等宽度分割进行分段积分,并对数据进行归一化处理。将上述数据保存在Excel表格中,用于多元统计分析。
运用SIMCA-P14.1将积分数据进行中心化和规格化处理后,采用偏最小二乘法(PLS-DA)进行组间比较和模型验证;采用正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)方法找出组间差异代谢物。使用SPSS16.0和GraphPadPrism5对潜在生物标志物进行统计分析和图表绘制,采用单因素方差分析和t检验进行差异比较。
3结果
3.11H-NMR图谱的指认与分析
参考文献报道[11-12]及化合物数据库HMDB(