天麻素对CUMS大鼠抑郁样行为及学习记忆功能的影响

曲思静,汪萌芽

(皖南医学院 细胞电生理研究室,安徽 芜湖 241002)

抑郁症是一种主要表现为情绪低落、思维迟缓、意志活动减退[1]的精神疾病，且往往伴随着认知功能损伤，常会出现学习记忆能力的下降[2]。舍曲林属于高选择性5-羟色胺(5-HT)再摄取抑制剂(SSRIs)，治疗抑郁症效果肯定[3]。天麻素是兰科植物天麻的干燥块茎提取物，研究表明天麻素能够显著提高5-HT和脑源性神经营养因子(BDNF)的水平[4]，也可以降低大鼠海马区的神经元凋亡现象[5]，提示其对抑郁症的学习记忆功能可能存在潜在的改善作用。本实验旨在验证这一推测，并为研究天麻素对抑郁症模型大鼠学习记忆功能的作用机制奠定实验基础。

1 材料与方法

1.1 动物 清洁级SD雄性大鼠66只，体质量150～180 g，由南京青龙山动物繁殖场提供，许可证号：SCXK(苏)2017-0001。

1.2 试剂和药物 天麻素购自萨恩化学技术(上海)有限公司(货号：E080270，批号：EK210147)。舍曲林购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司(货号：S129789，批号：E1529110)。

1.3 动物模型制备 慢性不可预见性温和应激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)造模方法[6]为给予大鼠潮湿垫料，束缚，高温环境，禁食禁水，夹尾，足底电击，倾斜鼠笼，通宵照明，冰水游泳9种应激因子，连续4周，采用随机数字法每天1种，每3天内的刺激不得重复。

1.4 动物分组 随机分为正常组(n=10)和造模组(n=56)，造模组造模结束后，通过行为学指标来检测造模是否成功，并剔除造模不成功的大鼠7只。之后将造模组随机分为5组：模型组，生理盐水组，舍曲林组，天麻素低剂量组(各组n=10)，天麻素高剂量组(n=9)，加上原有的正常组，共6组。

1.5 药物干预 舍曲林组注射舍曲林(10 mg/kg，ip，qd)，天麻素低剂量组和天麻素高剂量组注射天麻素(100 mg/kg、200 mg/kg，ip，qd)[7]，生理盐水组注射等容量生理盐水，连续给药2周。

1.6 体质量测量 于每日13时称量体质量。

1.7 行为学检测

1.7.1 糖水偏好实验 先糖水饮用训练，前24 h每笼放2瓶1%的蔗糖水，随后24 h每笼放1%蔗糖水和自来水各1瓶。禁食禁水15 h后，每笼放1%蔗糖水和自来水各1瓶，持续8 h，记录8 h内蔗糖水和自来水的饮用量。

1.7.2 旷场实验 采用50 cm×50 cm×40 cm的箱体，底部平均分为9个正方形。记录5 min内大鼠的水平跨格次数、垂直站立次数、修饰次数。

1.7.3 高架十字迷宫实验 将大鼠在高架十字迷宫装置的中央区放入，面向开放臂，记录其5 min内进入开放臂和闭合臂的次数以及开放臂停留时间。

1.7.4 强迫游泳实验 在预游泳(15 min)24 h后，记录大鼠在强迫游泳实验5 min内的累积不动时间。不动指标为大鼠不动或仅一只前爪轻微波动。

1.7.5 Morris水迷宫实验 采用高50 cm，直径120 cm的圆形水池，分为四个象限，配有高30 cm，直径10 cm的逃生平台。水温为(25±2)℃。将平台放置在一象限的1/2弧度、池壁至池中心1/2的位置，水面高于平台1 cm。实验时将大鼠提颈面向池壁分别从4个不同象限放入水中。记录大鼠在60 s内找到平台的时间和在原平台所在象限活动时间的百分比，若大鼠60 s内仍未找到平台，则引导其登上平台并停留15 s，此次逃避潜伏期记为60 s。以4个象限的平均值记为当天的逃避潜伏期和靶象限活动时间百分比。连续测试7天。

2 结果

2.1 体质量结果 模型组低于正常组(P<0.01)；生理盐水组与模型组相似(P>0.05)；天麻素高剂量组高于生理盐水组(P<0.01)；另外，天麻素低剂量组(P<0.05)和天麻素高剂量组(P<0.01)高于舍曲林组。见表1。

表1 各组大鼠体质量的比较

组别n体质量/g正常组10435.98±26.94模型组10335.35±20.25∗∗生理盐水组10334.94±24.37∗∗舍曲林组10330.67±16.62∗∗天麻素低剂量组10355.35±34.73∗∗¤天麻素高剂量组9370.22±28.30∗∗##¤¤F23.962P0.000

与正常组相比，**P<0.01；与生理盐水组相比，##P<0.01；与舍曲林组相比，¤P<0.05，¤¤P<0.01。

2.2 糖水偏好实验结果 模型组低于正常组(P<0.01)；生理盐水组和模型组相似(P>0.05)；舍曲林组、天麻素低剂量组和天麻素高剂量组均高于生理盐水组(P<0.01)。见表2。

2.3 旷场实验结果 模型组的水平跨格次数(P<0.01)和修饰次数(P<0.05)均低于正常组；生理盐水组的水平跨格次数和修饰次数与模型组均相似(P>0.05)；与生理盐水组相比，舍曲林组和天麻素高剂量组的水平跨格次数增加(P<0.05)，天麻素低剂量组(P<0.05)和天麻素高剂量组(P<0.01)的修饰次数增加。但各组间的垂直站立次数差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 各组大鼠糖水偏好实验和旷场实验数据的比较

组别n糖水偏爱度/%旷场实验/次水平跨格数垂直站立数修饰次数正常组1073.06±7.3141.90±11.4213.00±8.105.00±3.09模型组1049.43±14.30∗∗20.60±10.91∗∗6.30±3.272.30±1.49∗生理盐水组1054.19±11.58∗∗14.90±15.62∗∗5.10±5.801.10±1.52∗∗舍曲林组1071.15±12.18##29.40±18.54#7.10±6.643.00±2.00天麻素低剂量组1075.99±8.28##27.50±14.83∗9.80±7.513.50±2.07#天麻素高剂量组976.67±11.32##30.11±14.01#10.78±7.514.00±3.04##F11.2594.0482.0273.517P0.0000.0030.0900.008

与正常组相比，*P<0.05，**P<0.01；与生理盐水组相比，#P<0.05，##P<0.01。

2.4 高架十字迷宫实验结果 模型组的开放臂进入次数比例低于正常组(P<0.05)；生理盐水组的开放臂进入次数比例和模型组相似(P>0.05)；舍曲林组(P<0.05)和天麻素高剂量组(P<0.01)的开放臂进入次数比例高于生理盐水组。而各组大鼠开放臂停留时间比例的差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

2.5 强迫游泳实验结果 模型组游泳不动时间多于正常组(P<0.05)；生理盐水组和模型组相似(P>0.05)；舍曲林组和天麻素高剂量组均少于生理盐水组(P<0.05)。见表3。

表3 各组大鼠高架十字迷宫实验、强迫游泳实验数据的比较

组别n高架十字迷宫实验/%开放臂停留时间比例开放臂进入次数比例游泳不动时间/s正常组1012.31±18.8639.29±22.26132.80±83.47模型组100.49±1.3915.00±25.40∗202.60±56.17∗生理盐水组100.93±2.718.33±18.00∗∗215.40±48.33∗舍曲林组103.99±4.3530.83±22.92#138.60±78.91#天麻素低剂量组106.96±10.3524.46±22.72161.80±92.00天麻素高剂量组95.38±5.3836.15±23.31##124.56±89.32#F2.1742.8622.460P0.0710.0230.045

与正常组相比，*P<0.05，**P<0.01；与生理盐水组相比，#P<0.05，##P<0.01。

2.6 Morris水迷宫实验结果

2.6.1 逃避潜伏期的比较 测试日间的主效应差异有统计学意义(F=36.249，P<0.01)；处理组间主效应无统计学意义(F=1.621，P>0.05)；时间和分组的交互作用无统计学意义(F=1.107，P>0.05)。然而在实验的第3天各组大鼠的逃避潜伏期差异具有统计学意义，舍曲林组(P<0.05)、天麻素低剂量组(P<0.01)、天麻素高剂量组(P<0.05)均短于模型组，但模型组与正常组之间差异无统计学意义(P>0.05)。对各组大鼠7 d的逃避潜伏期进行比较，结果显示各组均有随着时间下降的趋势(P<0.05或P<0.01)， 见表4。

2.6.2 靶象限活动时间百分比的比较 测试日间和处理组间均主效应差异有统计学意义(F=22.020和5.863，P<0.01)；时间和分组的交互作用有统计学意义(F=2.554，P<0.01)。LSD两两比较显示：模型组低于正常组(P<0.01)；生理盐水组与模型组相似(P>0.05)；舍曲林组、天麻素低剂量组、天麻素高剂量组均多于模型组和生理盐水组(P<0.05或P<0.01)。对各组大鼠7天的靶象限活动时间百分比进行比较，结果显示，正常组、舍曲林组和天麻素高剂量组有随着时间增加的趋势(P<0.01)。见表5。

组别n第1天第2天第3天第4天第5天第6天第7天正常组1024.85±10.6120.08±9.6113.90±8.23aa12.93±9.57aa11.78±9.15aab10.90±8.79aab6.73±2.65aabb模型组1029.18±15.4817.40±8.08a19.75±14.49a14.05±7.02aa10.35±5.37aac12.03±7.75aa10.88±7.48aa生理盐水组1025.13±11.5416.93±4.88a17.55±14.23a14.03±5.14aa11.83±3.97aa12.05±6.81aa11.30±6.29aa舍曲林组1028.33±7.9114.20±6.34aa10.58±6.90∗aa8.35±4.99aab8.40±4.84aab7.33±2.80aabb7.88±4.78aab天麻素低剂量组1019.35±11.1013.93±7.327.65±3.74∗∗aa12.88±8.2512.53±9.839.93±6.23a8.05±6.46aa天麻素高剂量组921.61±8.3518.47±12.478.81±4.44∗aabb9.72±8.15aab8.31±3.59aabb8.03±6.03aabb6.86±5.23aabb

与模型组相比，*P<0.05，**P<0.01；与第1天组相比，aP<0.05，aaP<0.01；与第2天组相比，bP<0.05，bbP<0.01；与第3天组相比，cP<0.05。

组别n第1天第2天第3天第4天正常组1037.83±6.4041.98±8.9847.18±12.2539.52±11.58模型组1031.19±6.49∗41.82±8.7338.74±11.3536.86±8.03生理盐水组1033.81±7.3239.32±6.7035.93±5.5633.67±7.93舍曲林组1035.13±7.0741.25±9.9946.47±12.5149.65±11.82∗##a天麻素低剂量组1041.92±3.92#47.42±8.7741.77±10.4146.32±13.63#天麻素高剂量组936.69±10.2646.06±11.8848.46±13.2062.48±11.51∗∗##aabbc组别n第5天第6天第7天正常组1056.82±18.74aabdd59.72±16.44aabbcdd61.61±12.88aabbcdd模型组1044.34±8.4637.92±10.10∗∗39.98±12.00∗∗生理盐水组1038.59±14.63∗∗44.13±7.75∗42.04±6.55∗∗舍曲林组1055.23±15.68#aab50.68±14.12a57.00±18.45#aab天麻素低剂量组1049.99±15.3653.04±16.7750.51±20.23天麻素高剂量组963.30±10.90##aabbc65.94±13.97##aabbcc54.84±15.80aa

与正常组相比，*P<0.05，**P<0.01；与生理盐水组相比，#P<0.05，##P<0.01；与第1天组相比，aP<0.05，aaP<0.01；与第2天组相比，bP<0.05，bbP<0.01；与第3天组相比，cP<0.05，ccP<0.01；与第4天组相比，ddP<0.01。

3 讨论

经过CUMS造模，大鼠出现了体质量增长缓慢、快感缺失、自主行为减弱、焦虑或抑郁情绪增加、绝望程度增高等表现，说明造模成功。生理盐水组上述指标与模型组均相似，说明药物注射过程本身对动物的抑郁样行为无明显影响。

本研究中，天麻素高剂量能改善抑郁症大鼠体质量增长缓慢的状况，而舍曲林组体质量低于天麻素低、高剂量组，这或许与舍曲林常见的胃肠道不良反应有关。舍曲林、天麻素低、高剂量均能提高大鼠的糖水偏爱度，提示天麻素能改善抑郁症大鼠的快感缺失症状。舍曲林组、天麻素高剂量组的水平跨格次数以及天麻素低剂量组、天麻素高剂量组的修饰次数均多于生理盐水组，提示天麻素可以改善抑郁症大鼠自主行为减弱的症状，缓解大鼠的紧张度。舍曲林、天麻素高剂量可提高大鼠开放臂进入次数比例并缩短其游泳不动时间，提示天麻素对大鼠的抑郁或焦虑情绪以及绝望状态有一定的改善作用。另外，以上行为学实验结果表明舍曲林组和天麻素低、高剂量组之间差异均无统计学意义，提示天麻素可能与舍曲林具有类似的效果，且天麻素剂量为200 mg/kg时抗抑郁效果更好，这与孙润珠等[7]人的研究结果相一致。有研究发现天麻素能降低抑郁症小鼠海马组织炎性因子TNF-α、IL-6、IL-17、IL-1β水平，增加BDNF的含量[8]，提高血液中5-HT的水平[4]，提示天麻素可能通过抑制炎症因子和增加BDNF以及5-HT的水平来发挥抗抑郁作用。

Morris水迷宫实验中，正常组、舍曲林组、天麻素低剂量组、天麻素高剂量组的靶象限活动时间百分比均高于模型组和生理盐水组。且实验的第3天，舍曲林组、天麻素低剂量组、天麻素高剂量组逃避潜伏期均短于模型组，正常组和模型组之间差异无统计学意义，可能与本次实验中Morris水迷宫实验检测时间距离造模结束的时间太长导致模型有轻微恢复有关。以上结果提示天麻素对抑郁症大鼠的空间学习记忆功能可能具有一定的改善作用。研究证实天麻素可修复海马CA1区损害，增强突触可塑性，起到保护海马神经元的作用，天麻素改善抑郁症大鼠学习记忆功能的作用机制可能与其对海马CA1区神经元的保护和突触可塑性增强有关[5,9-10]。

综上所述，本研究通过CUMS造模成功诱导出抑郁症大鼠模型，进行天麻素干预后，对抑郁症大鼠的抑郁样行为及学习记忆功能均在一定程度上产生了改善作用。但天麻素对于抑郁症大鼠学习记忆功能的作用及作用机制还有待于进一步的深入探索与研究。