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Effect of active site of Xiangsha Liujunzitang on behavior and injury of hippocampal neurons in depression model mice

香砂六君子汤对抑郁模型小鼠行为及海马神经元损伤的影响



全 文 :香砂六君子汤对抑郁模型小鼠行为及
海马神经元损伤的影响
周本宏1,2,刘敏2,郭志磊2,黄付伟2
(1.武汉大学 人民医院,湖北 武汉 430060;2.武汉大学 药学院,湖北 武汉 430072)
[摘要] 目的:探究香砂六君子汤对慢性应激抑郁模型小鼠行为、海马神经元损伤及海马突触体内游离 Ca2+浓度的影
响。方法:60只昆明雄性小鼠平均分为正常组、模型组、香砂六君子汤活性部位高、中、低剂量组(800,600,400mg·kg-1)。
采用长期不可预见性慢性应激小鼠抑郁模型,测定各组小鼠体重变化,Openfield法和糖水消耗实验测定各组小鼠的行为变
化;Nissl染色法观察海马CA1,CA3区神经元形态及锥体细胞数目;以Fura2负载及荧光分光光度计检测海马突触体内游离
Ca2+浓度。结果:与正常组比较,模型组小鼠呈现明显的抑郁样症状。香砂六君子汤活性部位高、中、低剂量组小鼠在第14,
21天体重增长明显高于模型组,其中高、中剂量能增加抑郁小鼠的爬格数(P<005),但与剂量无对应关系;高剂量能增加抑
郁小鼠的站立次数(P<0001);低、中、高剂量能明显增加抑郁小鼠的糖水消耗量(P<001,P<001,P<0001),并呈现一
定的量效关系。高,中剂量组小鼠海马CA3区空泡明显减少,且锥体细胞数量显著增多(P<0001);高、中剂量能明显降低抑
郁小鼠海马突触体内游离Ca2+浓度(P<001,P<0001)。结论:香砂六君子汤活性部位能改善小鼠的抑郁样行为;保护抑
郁模型小鼠海马神经元损伤,其可能与香砂六君子汤活性部位抑制海马神经细胞外Ca2+内流,阻止Ca2+超载相关。
[关键词] 香砂六君子汤;抑郁症;行为;海马神经元
[收稿日期] 20081220
[通信作者] 周本宏,教授,硕士生导师。Tel:(027)62806422,
Email:benhongz@yahoo.com.cn
  香砂六君子汤是临床上用以治疗脾胃虚弱的著
名方剂,具有益气健脾和胃之功效,临床上常用六君
子汤治疗慢性胃炎和胃功能减弱。据文献报道该复
方可以治疗功能性抑郁症[1]。本研究室已采用小
鼠强迫游泳试验、小鼠悬尾试验和对小鼠脑内单胺
递质含量的测定,对其乙醇提取物抗抑郁作用进行
评价,结果显示其具有抗抑郁样活性,并通过活性筛
选实验得到香砂六君子汤的活性部位为正丁醇提取
部位[1]。现应用慢性应激结合孤养建立小鼠抑郁
模型,研究香砂六君子汤对抑郁小鼠行为变化、海马
神经元损伤及海马突触体内游离 Ca2+浓度的影响,
进一步探讨香砂六君子汤治疗抑郁症的机制。
1 材料
1.1 动物
60只健康昆明种雄性小鼠,体重18~22g,购于
武汉大学医学院实验动物中心,许可证号SYXK(鄂)
20042005。动物饲养房间温度24~26℃,采用12h
明/12h暗循环照明。在进行试验前小鼠预适应环境
7d。
1.2 药物
木香、砂仁、党参、白术、陈皮、茯苓、炙甘草、半
夏8味中药购自武汉市药材公司,经武汉大学药学
院张洪教授鉴定分别为菊科植物木香 Aucklandia
lappaDecne的干燥根,姜科植物阳春砂 Amomum
vilosumLour的干燥成熟果实,桔梗科植物党参
Codonopsispilsula(Franch)Nannf的干燥根,菊科植
物白术AtractylodesmacrocephalaKoidz的干燥根茎,
芸香科植物橘 CitrusreticulateBlanco的干燥成熟果
皮,多孔菌科真菌茯苓 Poriacocos(Schw.)Wolf的
干燥菌核,豆科植物甘草 GlycyrhizauralensisFisch
的干燥根及根茎和天南星科植物半夏 Pineliater
nate(Thunb.)Breit的干燥块茎。
香砂六君子汤活性部位[2]:香砂六君子汤全
方,粉碎后用75%乙醇加热回流提取3次(每次5
倍量乙醇,1h),过滤后合并滤液,减压回收乙醇(40
℃),冷冻干燥得到浸膏,将浸膏悬浮于蒸馏水中,
依次用饱和的石油醚(60~90℃),氯仿,醋酸乙酯,
正丁醇萃取,每种溶液萃取3次,萃取液合并,减压
回收溶剂,最后得到正丁醇萃取物。
1.3 试剂
钙离子荧光指示剂 Fura2/AM(Sigma公司);
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二甲基亚砜等均为市售分析纯商品。
1.4 仪器
3K30型低温超速离心机(Sigma公司,USA);
RF5000型荧光分光光度计(日立岛津)。
2 方法
2.1 分组及给药
小鼠饲养 1周以适应环境,然后采用 Open
Field法[3]作行为学评分,选择评分相近的小鼠,随
机分为5组,即正常组,模型组,香砂六君子汤活性
部位高、中、低剂量组(800,600,400mg·kg-1),分
别相当于原生药为 1127,1691,2254g·kg-1。
除正常组外,其余各组小鼠均单笼饲养。于造模同
时,各组灌胃给药,正常组及模型组给予等量的生理
盐水,每天1次,共21d。
2.2 慢性应激抑郁模型建立
由于机体对同种强度的单一应激原易产生耐受
性,因此本实验运用多种不可预知的刺激方式以每
天1次的频率交替应激小鼠21d,应激包括:禁食
24h,禁水24h,夹尾 90s,45℃热刺激 3min,悬吊
15min,昼夜颠倒 24h,4℃冷刺激5min等[4]。
2.3 测定小鼠体重及行为变化
分别于造模第 1,7,14,21天测定各组小鼠体
重,计算小鼠的体重变化;第21天用 OpenField法
测定各组小鼠的行为变化,实验装置基于 Archer建
立的方法[5],并进行改进。观察指标为①爬格数;
②站立次数。
2.4 糖水消耗实验
实验第22天,每只小鼠加1%蔗糖溶液100mL,
同时进行禁食,计算小鼠24h饮用1%蔗糖溶液量。
2.5 Nissl染色
于实验第23天,将小鼠于冰浴上快速断头取
脑,左脑备用,右脑置于福尔马林液中固定4h后脱
水封膜切片(片厚6μm),切片经蒸馏水漂洗。硫
堇染液,室温5min。以无水乙醇100mL加冰醋酸
2~3滴作分色液,将切片外观上所染附的蓝色除
尽。入二氧六环换洗2次 ,再经二甲苯换洗2次,
切片透明,封片。光镜下(40×10)观察海马(CA1,
CA3区)神经元形态及对海马(CA1,CA3区)锥体
细胞进行双盲计数。计数方法如下:每张切片取连
续 2个视野,并保证锥体细胞层的弧度弦置于目镜
的直径上,取两视野的平均值为该切片锥体细胞数,
4张切片的平均值为该样本的锥体细胞数。
2.6 海马突触体内游离Ca2+浓度测定
2.6.1 突触体的制备[68] 取备用左脑,分离海马,
将海马置于4℃ 032mol·L-1的等渗蔗糖液下匀
浆,离心(2000r·min-1,10min),取上清液。上清
液离心(1万 r·min-1,20min),得到 P2组分。将
P2组分用032mol·L-1的蔗糖液缓慢悬浮起来,
悬浮液小心加在预先由08,12mol·L-1蔗糖液铺
好的梯度离心管上部,离心(150000r·min-1,30
min),小心吸取位于08,12mol·L-1蔗糖界面的悬
浮带,则为突触体。置032mol·L-1蔗糖液中悬浮,
4℃,离心(15000r·min-1,30min),沉淀以人工脑
脊液清洗3次后并悬浮。Lowry's法测定蛋白含量,调
至适当的蛋白浓度(1g·L-1),置冰浴备用。
2.6.2 Fura2/AM负载 将二甲基亚砜中的 Fura
2/AM以05μmol·L-1(终浓度)加入突触体悬液,
37℃振摇孵育45min,以13000r·min-1,5min离
心2次,沉淀的突触体以不含 MgSO4及 NaH2PO4的
人工脑脊液重悬,备测。
2.6.3 Ca2+浓度测定与计算 荧光测定后按文献
[9]计算突触体内游离Ca2+浓度。
2.7 统计分析
结果数据以 珋x±s表示,各组之间的比较采用
SPSS115软件进行方差分析。
3 结果
3.1 对体重变化的影响
与正常组比较,模型组小鼠在第 7天体重增加
已有降低趋势,并且差异显著(P<0001)。说明慢
性应激可使小鼠体重增加明显下降。香砂六君子汤
活性部位在第7天随剂量增加能使小鼠体重有增加
趋势,但无统计学差异。第14,21天体重增长明显
高于模型组,并具有剂量依赖性(P<005,P<
001,P<0001)(表1)。
表1 香沙六君子汤活性部位对抑郁模型小鼠
体重的影响(珋x±s,n=11)
组别
剂量
/mg·kg-1
体重/g
7d 14d 21d
正常   - 254±096) 295±076) 342±106)
模型   - 211±133) 233±143) 252±093)
活性部位 400 218±192 41±204) 264±174)
  600 220±16 247±145) 284±215)
  800 224±22 257±246) 293±256)
  注:与正常组比较1)P<005,2)P<001,3)P<0001;与模型组
比较4)P<005,5)P<001,6)P<0001(表2~4同)。
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3.2 对行为变化的影响
模型组小鼠的爬格数和站立次数均较正常组显
著减少(P<0001),糖水消耗量较正常组明显降低
(P<0001)。与模型组比较,香砂六君子汤活性部
位中、高剂量能增加抑郁小鼠的爬格数(P<005);
高剂量能增加抑郁小鼠的站立次数(P<0001);香
砂六君子汤活性部位低、中、高剂量能明显增加抑郁
小鼠的糖水消耗量(P<001,P<001,P<0001),
并呈现一定的量效关系(表2)。
表2 香沙六君子躺活性部位对抑郁模型小鼠
行为的影响(珋x±s,n=11)
组别
剂量
/mg·kg-1
爬格数
/个
站立
/次
糖水消耗量
/mL
正常   - 1849±4196)374±1336) 162±096)
模型   - 715±2093) 71±456) 88±083)
活性部位 400 1064±3804) 93±40 102±085)
  600 1014±3204)101±62 111±105)
  800 1134±3784)207±586) 141±146)
3.3 对海马CA1,CA3区神经元形态及锥体细胞数
目的影响
各组海马CA1区的锥体细胞均整齐密集,相互
之间无显著差异性。正常组小鼠海马 CA3区锥体
细胞均整齐,密集。模型组小鼠海马 CA3区锥体细
胞排列稀疏,细胞固缩,且产生明显空泡(图1),与
正常组相比,细胞数量明显减少(P<0001)。低剂
量组能增加锥体细胞数量,但与模型组比差异并不
显著,对空泡和固缩现象无改善。中,高剂量组小鼠
海马 CA3区空泡明显减少,且锥体细胞数量显著增
多。特别是高剂量组小鼠海马 CA3区神经元层次
增加,排列整齐,锥体细胞数增加非常显著(P<
0001)(表3)。
表3 香沙六君子汤活性部位对抑郁模型小鼠海马
CA1,CA3区锥体细胞数目的影响(珋x±s,n=11)
组别
剂量
/mg·kg-1
CA1
/个
CA3
/个
正常   - 766±108 390±406)
模型   - 688±154 175±543)
活性部位 400 720±112 187±58
  600 695±98 355±426)
  800 784±100 438±556)
A.正常组;B.模型组;C.活性部位400mg·kg-1组;D.活性部位600mg·kg-1组;E.活性部位800mg·kg-1组。
图1 香沙六君子汤活性部位对抑郁模型小鼠海马 CA3区神经元形态的影响(×200)
3.4 对海马突触体内游离Ca2+浓度的影响
与正常组比较,模型组小鼠海马突触体内游离
Ca2+浓度明显升高(P<0001);与模型组比较,香
砂六君子汤活性部位中、高剂量能明显降低抑郁小
鼠海马突触体内游离 Ca2+浓度(P<001,P<
0001)。香砂六君子汤活性部位低剂量则无显著
统计学差异(表4)。
4 讨论
本实验使动物长时间地接受温和应激刺激,能
比较现实地模拟人们在日常生活中所遇到的“困
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表4 香沙六君子汤活性部位对小鼠海马突触
Ca2+浓度的影响(珋x±s,n=11)
组别 剂量/mg·kg-1 [Ca2+]/nmol·L-1
正常   - 344±896)
模型   - 692±1053)
活性部位 400 623±92
  600 560±775)
  800 432±1006)
难”。在经过长时间温和应激刺激后,动物的食物
消耗和饮水量减少,反映了内源性抑郁症的中心症
状,即快感缺失[10]。抑郁和应激时,下丘脑垂体肾
上腺(HPA)轴失调,糖皮质激素(GC)分泌增加,刺
激N甲基D天冬氨酸(NMDAR),启动一系列引起
神经细胞损害的细胞内病理生化反应,其中包括2
个明显不同的过程,一是由非 NMDA受体过度兴奋
所介导的神经细胞急性渗透性肿胀,可在数小时内
发生,以Na+内流,随即Cl-和H2O被动性内流为特
征;二是由NMDA受体过度兴奋所介导的神经细胞
延迟性损伤,可在数小时至数日发生,以 Ca2+内流
为特征。当胞外 Ca2+大量聚集时,Ca2+通道开放,
Ca2+内流,就会介导细胞内一系列依赖 Ca2+的生化
反应,引起DNA、蛋白质和磷脂降解,代谢产物花生
四烯酸等的产生,氧自由基形成,线粒体功能障碍和
能量耗竭,引起神经元变性坏死,并可导致神经元内
的尼氏体减少或消失[11]。
本研究结果亦证明,抑郁症模型小鼠海马突触
体内游离Ca2+浓度明显升高(P<0001),香砂六君
子汤活性部位中、高剂量组可明显降低海马突触体
内游离Ca2+浓度,与模型组比较,有统计学意义。
与正常组小鼠相比,模型组小鼠海马 CA3区锥体细
胞排列稀疏,细胞固缩,且产生明显空泡,细胞数量
明显减少(P<0001)尼氏体丢失严重。中,高剂量
组小鼠海马CA3区空泡明显减少,且锥体细胞数量
显著增多。数据显示:随着剂量的增加,小鼠海马突
触体内游离Ca2+浓度与小鼠海马 CA3区锥体细胞
数量存在着相关性。这为香砂六君子汤活性部位保
护抑郁模型小鼠神经元损伤的机制提供了依据。
前期研究表明,香砂六君子汤活性部位为香砂
六君子汤的正丁醇萃取部位。本室对其进行化学成
分研究,发现正丁醇部位含有人参总皂苷(含量为
01%~04%),甘草酸及琥珀酸成分。而这几类
成分均为抗抑郁活性植物成分[12]。从本实验结果
可以得出,香砂六君子汤活性部位能改善小鼠的抑
郁样行为;保护抑郁模型小鼠海马神经损伤,其可能
与香砂六君子汤活性部位抑制海马神经细胞外
Ca2+内流,阻止Ca2+超载相关。
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EfectofactivesiteofXiangshaLiujunzitangonbehaviorandinjuryof
hippocampalneuronsindepressionmodelmice
ZHOUBenhong1,LIUMin2,GUOZhilei2,HUANGFuwei2
(1.RenminHospitalofWuhanUniversity,Wuhan430060,China;
2.ColegeofPharmacy,WuhanUniversity,Wuhan430072,China)
[Abstract] Objective:ToobservetheefectoftheactivesiteofXiangshiaLiujunzitangonbehavior,injuryofhippocampal
neuronsandCa2+ioninhippocampalsynapticinthedepressionmodelmice.Method:SixtymaleKunmingmicewererandomlydivid
edinto5group,thecontrolgroup,themodelgroupandtheactivesiteofXiangshiaLiujunzitanggroups(400,600,800mg·kg-1
bodyweight).Themodelwasestablishedbyseparationandchronicunpredictablemildstimulation.Theincreasedweightandcrossing
scores,rearingscoresweremeasuredbyopenfieldandsweetwaterconsumptionofmice.Conecelandconfigurationofneuronin
CA1,CA3regionofhippocampuswereobservedbyNiss1.TheconcentrationofHippocampalsynapticCa2+wasdetectedbyfluorime
try.Result:Comparingwiththemiceofcontrol,theincreasedweightwasslowed(P<0001),thescoresofrearingandcrossing
weredecreased(P<0001),sweetwaterconsumptionweredecreased,too.NumbersofconecelsinCA3regionofhippocampus
weredecreasedobviously(P<0001),andCa2+ioninhippocampalsynapticwasincreasedobviously.Comparingwiththemiceof
model,theactivesiteofXiangshiaLiujunzitangcouldincreasetheincreasedweightonthe14thand21stdayobviously.Theactive
siteofXiangshiaLiujunzitangcouldincreasethescoresofcrossingobviously(P<005),withnodoseefectrelationship.Theactive
siteofXiangshiaLiujunzitang(800mg·kg-1)couldincreasethescoresofrearingobviously(P<0001);TheactivesiteofXiang
shiaLiujunzitang(400,600,800mg·kg-1)couldincreasesweetwaterconsumptionobviously(P<001,P<001,P<0001);
TheactivesiteofXiangshiaLiujunzitang(600,800mg·kg-1)couldincreasenumbersofconecelinCA3regionofhippocampusob
viously(P<0001);TheactivesiteofXiangshiaLiujunzitang(600,800mg·kg-1)coulddecreasedCa2+inhippocampalsynaptic
withdoseefectrelationship(P<001,P<0001).Conclusion:TheactivesiteofXiangshiaLiujunzitangcanimprovealthesymp
tomsofthedepressionmodelmiceandprotecttheinjuryofhippocampalneuronsinthedepressionmodelmice.Thepossiblemecha
nismofactionistorestrictCa2+ionoverfreight.
[Keywords] activesiteofXiangshiaLiujunzitang;antidepressant;behavior;hippocampal
[责任编辑 古云侠]
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