Curculigoside Facilitates Fear Extinction and Prevents Depression-Like Behaviors in a Mouse Learned Helplessness Model Through Increasing Hippocampal BDNF.Acta Pharmacol Sin,2019 oct;40(10):1269-1278.
Published online：26 April 2019. doi：10.1038/s41401-019-0238-4.
原文链接：https://www.onacademic.com/detail/journal_1000042285251399_4cc5.html
一、研究背景
仙茅是一种常用的中药，其作用包括补肾养阳和改善血液供应，仙茅是治疗抑郁症方剂的主要成分之一，如“二仙汤”。莪术苷（Curculigoside，CUR）是中药仙茅的主要有效成分，具有多种药理活性。CUR具有酚类结构，能通过血脑屏障，口服后在大脑中广泛分布至少4小时。CUR的药理活性已被广泛研究，包括其抗氧化活性、心血管保护、免疫调节和神经保护作用。然而，CUR如何影响恐惧和与恐惧相关的抑郁样症状尚不清楚。
脑源性神经营养因子（BDNF）是神经营养因子家族中最重要的成员之一，对细胞存活和突触可塑性至关重要。在经历过慢性应激事件的慢性抑郁症患者中，BDNF水平降低。研究发现自杀性抑郁症患者海马和前额叶皮质BDNF水平较低，而抗抑郁药物治疗的患者BDNF表达增加。抑郁症患者与创伤性记忆的恐惧密切相关，本研究采用学习性无助（LH）小鼠模型研究CUR的保护作用及其相关机制。
因此，作者通过实验证明CUR可通过促进BDNF的表达和激活海马Akt-mTOR信号通路，促进小鼠恐惧记忆的消失，改善抑郁样行为。
二、结果
Result 1.CUR促进恐惧记忆消失（Freezing）
作者利用僵立时间观察老鼠的恐惧记忆，测试时间为5分钟，结果各组的差异不显著（图2a），表明CUR治疗不影响恐惧记忆的形成。图2b发现各组僵立时间随时间延长而缩短。在第4天，CUR（40mg/kg）组和CUR（8mg/kg）组小鼠的僵立时间明显低于模型组，这些结果表明CUR能促进小鼠恐惧记忆的消失。
Result 2.CUR改善动物恐惧消退的抑郁样活动（FST and TST）
强迫游泳和悬尾实验数据显示，在FST和TST中，FM小鼠的不动时间明显大于对照小鼠。与FM组相比，不同剂量CUR组小鼠的不动次数明显减少。数据表明FM小鼠表现出抑郁样行为，CUR治疗改善了这些抑郁样行为。
Result3.CUR通过增加BDNF激活TrkB磷酸化改善恐惧消失和抑郁样行为
作者通过检测海马BDNF的表达发现：在接受CUR治疗的FM小鼠中，BDNF的表达显著降低。同时，给予CUR的正常小鼠海马中BDNF的表达也显著降低。这些结果提示CUR不仅增加了海马BDNF的表达同时也增加了FM小鼠BDNF的表达。为了进一步证实CUR对恐惧消失和抑郁的影响是通过增加BDNF水平，作者用7,8-DHF治疗小鼠。结果显示，7,8-DHF显著提高了FM小鼠的BDNF水平。ELISA还显示CUR和7,8-DHF促进对照组和FM小鼠BDNF水平。FM组p-TrkB水平低于对照组。CUR和7,8-DHF促进对照和FM小鼠TrkB磷酸化，在悬浮不动实验的第四天，7,8-DHF处理的小鼠的悬浮不动时间明显低于FM小鼠。与FM组小鼠的静止时间相比，FST组和TST组的7,8-DHF组小鼠的静止时间显著降低。上述数据表明，与7,8-DHF相似，CUR增加BDNF水平，促进恐惧消退，改善抑郁样行为。
Result4.CUR通过增加BDNF介导的mTOR途径激活p-AKT靶点
为了研究CUR介导的信号通路，作者还检测了Akt-mTOR信号通路的表达，发现它与蛋白质合成有关。结果表明，CUR组大鼠海马p-Akt和p-mTOR的表达明显高于FM组。7,8-DHF治疗后，海马p-Akt和p-mTOR水平也显著高于FM组，p-mTOR的免疫荧光结果与Western blot的结果一致，这些结果提示CUR可能通过增强Akt-mTOR信号通路来增加BDNF的表达。
Result5.CUR改善LH诱导的抑郁样活动和记忆障碍
作者进一步验证CUR是否能够改善LH模型中的抑郁样行为，根据TST实验数据发现在LH模型中可以诱导抑郁样活动，CUR可以减少LH小鼠的抑郁样行为。采用MWM法观察CUR对LH小鼠学习记忆的影响，结果发现LH小鼠的记忆恢复受损，但CUR能改善其记忆恢复。
Result6.CUR增加LH海马BDNF水平和Akt-mTOR信号传导
作者通过检测海马脑区BDNF水平的结果发现：LH小鼠海马脑区BDNF水平降低，而CUR使LH小鼠BDNF表达正常化。给药后检测p-Akt和p-mTOR，LH和LH+DMSO组Akt磷酸化显著降低。然而，CUR（40和8mg/kg）治疗逆转了p-Akt的下降，CUR治疗显著增加p-mTOR表达。这些结果表明，LH特异性地减弱Akt-mTOR信号传导，这种衰减被CUR逆转。
Result7.DHF（7,8-DHF）改善LH小鼠抑郁样行为，促进BDNF的表达
作者还验证了7，8-DHF对LH小鼠抑郁样行为的影响，LH小鼠经7,8-DHF处理后，FST和TST的静止时间较少，经过7,8-DHF处理则增加了LH小鼠的BDNF和p-Akt水平。
三、小结与思考
在本研究中，作者证实CUR增加海马BDNF的表达，从而加速恐惧记忆的消失，改善抑郁行为。其机制可能是通过激活Akt-mTOR信号通路介导的。CUR还能改善LH引起的抑郁样行为和记忆障碍。这些数据表明CUR可能是PTSD患者中一种有效的抗抑郁药物。
文章于2019年4月发表在药理及其邻近学科的国内带头刊物中国药理学报Acta Pharmacologica Sinica，影响因子4.01分，通讯作者为安徽中医药大学新安医学教育部重点实验室的朱国旗研究员。
