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Brit J Pharmacol︱中国药科大学汪豪课题组揭示AMPK作为抗抑郁潜在靶点的新发现

抑郁症是普遍的神经精神病疾之一,全球患病率超过4.5%,其特征是持续情绪低落、兴趣减退、食欲、睡眠和认知功能受损。目前可用的抗抑郁药通常是有效的,但一些副作用,包括昏迷、癫痫发作和心脏毒性,限制了它们的广泛分布。此外,近一半的抑郁症患者未能获得持续缓解,约三分之一的患者对任何干预措施均无反应。

2023年1110日,中国药科大学汪豪课题组 British Journal of Pharmacology 发表研究论文,题目为《Kaempferol-3-O-sophoroside contributes to modulation of depressive-like behavior in C57BL/6J mice by activating AMPK》研究表明,PCS-1与AMPK结合,促进BDNF的产生和自噬的增强,结果达到抗抑郁作用。本研究为藏红花花瓣的临床应用提供了支持,并为AMPK作为抗抑郁的潜在靶点提供了进一步的证据。


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PCS-1对诱导的PC12细胞损伤的保护作用和抗氧化作用


700 μM CORT可显著降低PC12细胞活力,降低至50%左右。然而,PCS-1 treatment的剂量依赖性地改善了细胞损伤。双染色显示,PCS-1有效抑制了CORT诱导的PC12细胞凋亡。Western blot分析显示,与CORT处理相比,PCS-1处理后Bcl-2/Bax的比例增加,caspase-3和caspase-9的活性降低。此外,PCS-1还降低了ROS水平和MDA含量,增加了SOD活性。这些结果初步提示PCS-1在体外可能具有抗抑郁样的特性



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PCS-1改善了小鼠的抑郁样行为


本研究采用CORT诱导的抑郁小鼠模型和CUMS模型,通过多种行为测试来评价PCS-1在体内的抗抑郁样活性。皮质酮暴露的小鼠的体重增加明显少于对照组,但PCS-1 treatment改善了皮质酮引起的体重减轻,尤其是在高剂量组,其表现优于FLU组。CORT处理小鼠SPT的蔗糖偏好降低,TST和FST的静止时间增加,PCS-1(10和20 mg/kg)或Flu treatment减轻了CORT暴露小鼠的抑郁样行为。PCS-1(10和20 mg/kg)或Flu treatment显著改善了皮质酮诱导的运动活动的减少。此外,CORT treatment小鼠的海马体积也小于对照组小鼠。经Flu或PCS-1 treatment后,海马体积明显增加。这些结果表明,PCS-1改善了抑郁样行为,并可能与抑制海马萎缩有关。

  • 蔗糖偏好实验(sucrose preference test,SPT)

在SPT之前,所有小鼠都被单独饲养,并在1%的蔗糖溶液中放置24小时。然后,在缺水12小时后,给每只小鼠提供两个装有1%蔗糖溶液和自来水的预称重瓶。6小时后随机并相互交换两瓶酒的位置,以避免空间偏好。12小时后测量并记录蔗糖溶液和水的摄入量。蔗糖偏好(SP)值计算如下:SP(%)=蔗糖摄入量(g)/[蔗糖摄入量(g) +水摄入量(g)]×100%。

每只小鼠分别暴露在一个透明圆柱体(20厘米直径20厘米),其中包含大约20厘米的水(22°C-25°C)中训练15 min。24小时后再次将其放入气缸中,游泳6 min,取其中4次min记录静止时间。

每只老鼠都被单独暴露在一个训练期间,以避免实验期间的干扰。将小鼠放置在地板上方20厘米处,倒挂6 min,适应2 min后,在接下来的4个min中测量静止时间作为绝望的指标。



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PCS-1在体内抑制氧化损伤和细胞凋亡

评价CORT诱导小鼠海马中的氧化指标,进一步评价过度氧化应激在抑郁症发病机制中的作用。结果显示,与模型小鼠相比,PCS-1处理降低了ROS和MDA水平,提高了SOD活性。此外,PCS-1改善了CORT诱导的海马中Bcl-2/Bax比值的降低,并增加了海马中caspase-3和caspase-9的表达。这些结果提示,PCS-1可能通过抑制氧化和凋亡系统,对CORT诱导的海马损伤发挥神经保护作用。



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PCS-1提高了皮质酮抑制的PC12细胞中BDNF的水平,

并增强了初级海马神经元的神经元分化

采用ELISA法检测CORT处理后的PC12细胞中BDNF的水平。与CORT处理组相比,Flu或PCS-1显著提高了BDNF的水平,细胞immunity荧光实验进一步证实了这一点。Western blot结果显示,CORT降低了PC12细胞中BDNF、p-TrkB和p-AKT的表达水平,然后PCS-1逆转了这些表达水平。PCS- 1处理有效地保护了Neuro-2a细胞免受CORT诱导的损伤,导致神经突的形成和延伸以剂量依赖的方式增强。此外,PCS-1单独对Neuro-2a细胞具有增殖作用,促进神经突的形成和延伸,特别是在浓度为100 μM时。immunity荧光检测显示,与对照组相比,pcs-1处理的初级海马神经元中MAP2(树突指标)和Tau(轴突指标)的表达水平显著升高。同时,PCS-1的使用增加了初级海马神经元的突起长度和分支数量。这些结果表明,PCS-1可以上调BDNF的表达,从而促进神经元分化和神经突起延伸。

 



结论



综上所述,藏红花花瓣的主要活性物质PCS-1显著改善了CORT和CUMS小鼠模型的抑郁样行为,促进了海马BDNF的产生,减弱了CORT诱导的海马萎缩,诱导自噬减少了NLRP3神经炎症。结果表明,PCS-1是一种潜在的AMPK激活因子,通过与AMPK结合,促进BDNF的表达和诱导自噬。本研究初步阐明了藏红花花瓣的药效学物质基础和抗抑郁机制。此外,结果进一步证明AMPK激活介导的BDNF增加和自噬增强可以改善小鼠抑郁症状。


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