蟲草素治療抑郁癥的生物學(xué)機制及效果研究＊

李 白，羅劭蕾，侯楊楊，高堂鑫，杜 靜

（云南大學(xué)醫(yī)學(xué)院 昆明 650091）

蟲草素治療抑郁癥的生物學(xué)機制及效果研究＊

李 白＊＊，羅劭蕾，侯楊楊，高堂鑫，杜 靜＊＊

（云南大學(xué)醫(yī)學(xué)院 昆明 650091）

抑郁癥是一種高患病、高復(fù)發(fā)的精神類疾病。目前臨床常用的抗抑郁藥物，主要是基于上世紀(jì)50年代開發(fā)的三環(huán)類和單胺氧化酶抑制劑，其通過調(diào)節(jié)腦中5-羥色胺或去甲腎上腺素的水平，緩解患者的抑郁癥狀。新研發(fā)的抗抑郁藥雖然特異性較以往有所提升，但仍然存在起效慢、患者應(yīng)答率低和副作用嚴(yán)重等弊端。蟲草素是我國傳統(tǒng)中醫(yī)藥材冬蟲夏草的主要活性成分。本文通過綜述現(xiàn)有文獻，討論蟲草素的抗抑郁效果及其涉及的生物學(xué)機制，為傳統(tǒng)中醫(yī)藥材的研發(fā)應(yīng)用和中醫(yī)現(xiàn)代化進程提供新的思路和參考。

中醫(yī)藥 蟲草素 抗抑郁效果 突觸可塑性

抑郁癥（major depressive disorder，MDD）是一種常見的、易于復(fù)發(fā)的嚴(yán)重情感障礙性精神疾病[1]，其高致殘和致死率嚴(yán)重影響著患者的健康及其家庭的生活質(zhì)量。目前臨床常用的抗抑郁藥物多為作用于單胺類（5-羥色胺、多巴胺、去甲腎上腺素）神經(jīng)遞質(zhì)的選擇性再攝取抑制劑，其抗抑郁作用機制較為相同。由于治療藥物的作用機制并未發(fā)生變化，現(xiàn)有抗抑郁藥物存在的給藥周期長、起效慢、患者應(yīng)答率低、不同程度軀體及精神方面副作用、停藥期間癥狀易復(fù)發(fā)等弊端，未從本質(zhì)上得到改善。所以，研發(fā)在生物學(xué)機制和作用機理上有所突破的新型抗抑郁藥物顯得尤為重要。

蟲草素是傳統(tǒng)中醫(yī)藥材冬蟲夏草中主要的生物活性物質(zhì)，在抗癌、抗菌、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、神經(jīng)保護性和抗氧化等方面的功效均得到了大量研究的證實。目前已有大量文獻研究顯示，蟲草素在治療抑郁癥方面也具有一定的積極療效。本文基于國內(nèi)外相關(guān)文獻的分析整理，簡要綜述了蟲草素在治療抑郁癥方面的相關(guān)研究。通過對其研究內(nèi)容及結(jié)論的綜述，分析整理中藥有效成分蟲草素的量效關(guān)系，嘗試探索中藥現(xiàn)代化的研究新思路，為中藥現(xiàn)代化提供參考。

1 抗抑郁藥的研究現(xiàn)狀

抗抑郁藥（antidepressant）療法是臨床治療抑郁癥較為有效的方法。早期臨床研究發(fā)現(xiàn)三環(huán)類（TCA）和單胺氧化酶抑制劑（MAOI）可顯著提升抑郁癥患者腦中5-羥色胺（5-HT）和去甲腎上腺素（NE）的表達水平[2]，目前臨床使用特異性更好的新型抗抑郁藥物均基于此二類藥物，但其核心作用機制均為促進單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的表達。選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑（SSRIs）是現(xiàn)有較為主要的臨床抗抑郁藥物，如氟西?。╢luoxetine）、帕 羅 西 ?。╬aroxetine）、西 酞 普 蘭（citalopram）等。此類藥物能抑制突觸前膜5-羥色胺轉(zhuǎn)運體對5-羥色胺的攝取，進而增加突觸間隙5-羥色胺的濃度。除此之外，去甲腎上腺素再攝取抑制劑（NRIs）、5-羥色胺和去甲腎上腺素再攝取抑制劑、去甲腎上腺素和多巴胺再攝取抑制劑（NDRIs）等都能增加突觸間隙單胺類神經(jīng)遞質(zhì)濃度，這些抗抑郁藥物是臨床治療抑郁癥的組合用藥物。遺憾的是，僅有約50%的抑郁癥患者在接受了藥物治療后病情得到了緩解，且多數(shù)患者伴有失眠、激越、腸胃和性功能障礙等軀體或神經(jīng)系統(tǒng)的不良反應(yīng)，在停藥后會出現(xiàn)頭痛、情緒波動、肌肉緊張等不適應(yīng)癥狀[3]。

圖1 腺苷和蟲草素的分子結(jié)構(gòu)

沃替西汀（vortioxetine）是2013年美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)使用于治療抑郁癥的最新臨床藥物，該藥物與5-羥色胺轉(zhuǎn)運體有很高的親和力，與去甲腎上腺素及多巴胺轉(zhuǎn)運體親和力較低，是具有較強的5-羥色胺再攝取抑制效果的抗抑郁藥物。在6項針對成人抑郁癥患者的臨床試驗中，沃替西汀較安慰劑有顯著的抗抑郁效果，并能有效降低治療后復(fù)發(fā)的可能性，其藥物不良反應(yīng)也較常規(guī)SSRIs有所減輕。然而，臨床研究發(fā)現(xiàn)沃替西汀通常在患者服用2周后才逐漸起效，4周或更長時間才能達到穩(wěn)定療效[4,5]，這與傳統(tǒng)抗抑郁藥物相似。

氯胺酮（Ketamine）是臨床使用的麻醉劑，是目前報道較多、研究較深入的抗抑郁藥物。現(xiàn)有研究證據(jù)認(rèn)為氯胺酮具有快速強烈的抗抑郁效果。動物實驗結(jié)果顯示，腹腔注射雄性小鼠亞麻醉劑量（2.5 mg/kg）氯胺酮30 min后，顯著降低了小鼠在強迫游泳實驗中的不動時間[6]。臨床研究發(fā)現(xiàn)，0.5 mg/kg劑量氯胺酮注射24 h或72 h后，患者的抑郁癥狀較安慰劑對照組明顯改善，且每周三次藥物注射可較好地維持氯胺酮的抗抑郁效果[7,8]。Zarate等涉及氯胺酮不同起效時間的臨床研究顯示，靜脈注射0.5 mg/kg劑量氯胺酮2 h后，有效改善了患者抑郁癥狀，且這一抗抑郁效果可持續(xù)約一周時間[9]。另一項涉及有自殺背景的重度抑郁癥患者的抗抑郁藥物研究顯示，靜脈注射0.5 mg/kg氯胺酮40 min后有效遏制了患者的自殺傾向，并改善了部分患者的抑郁、焦慮、絕望等癥狀[10]。此外，氯胺酮對改善具有自殺傾向的雙相抑郁障礙患者同樣有效，其起效時間也與之前研究結(jié)果相似（40 min）[11]。遺憾的是，近年來的研究證實氯胺酮存在嚴(yán)重的藥物副作用，一份早期針對健康志愿者的研究顯示，氯胺酮存在與N,N-二甲基色胺（強烈致幻劑，第一類精神藥品）相似的致幻效果，且該效果與氯胺酮使用劑量相關(guān)[12]。Roback等的研究顯示，抑郁癥患者注射氯胺酮后，出現(xiàn)呼吸抑制、腸胃不良反應(yīng)等不適癥狀[13]，并伴有不同程度的擬精神病、心律失常和高血壓癥狀[14]。雖然研究證實了氯胺酮的快速且持續(xù)的抗抑郁效果[15]，但考慮到其潛在的擬精神病效果和強烈的藥物依賴性等副作用[16]，目前我國食品藥品監(jiān)督管理局還未將其列為臨床治療抑郁癥的藥物。

現(xiàn)有數(shù)據(jù)均顯示，目前臨床常用抗抑郁藥物均存在起效慢且副作用嚴(yán)重等缺陷，究其原因這很大程度上是因為現(xiàn)有藥物和上世紀(jì)50年代研發(fā)的三環(huán)類藥物作用機制相似，致使“新”的抗抑郁藥物的抗抑郁效果和適用人群在過去近60年間并未發(fā)生本質(zhì)上的變化。氯胺酮雖然具有快速且持續(xù)的抗抑郁效果，但是其顯著的副作用影響了氯胺酮的臨床使用。因此，起效快且副作用小的抗抑郁藥物的研發(fā)顯得尤為重要。嘗試從中藥成分中發(fā)現(xiàn)具有抗抑郁活性的新藥物，將是抗抑郁藥物研發(fā)的一條新思路。。

2 蟲草素作為抗抑郁藥的研究進展

2.1 蟲草素基本信息簡介

冬蟲夏草（cordyceps militaris）是我國民間常用的一種名貴藥材，傳統(tǒng)中醫(yī)認(rèn)為其具有很高的藥用價值。研究證實冬蟲夏草在抗炎、抗氧化/衰老、抗腫瘤/癌癥、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)等方面均具有顯著效果[17]。早期的研究還發(fā)現(xiàn)，冬蟲夏草可以通過調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，實現(xiàn)神經(jīng)保護性作用[18]。

早在1950年，德國科學(xué)家坎寧漢（Cunningham）等人就從蛹蟲草菌人工培養(yǎng)的濾液中分離得到了蟲草素。研究發(fā)現(xiàn)，蛹蟲草中蟲草素含量相對較高，而在野生的冬蟲夏草中蟲草素的含量也較高。蟲草素是腺苷（adenosine）的類似物，是由腺苷和具有碳支鏈的脫氧戊糖組成的一種核苷酸，因此它也被稱為3′-脫氧腺苷（3′-deoxyadenosine），是從真菌中分離出來的第一個脫氧核苷類抗生素。

研究顯示蟲草素參與一系列的生物過程，并具有抗癌、抗菌、抗病毒、調(diào)節(jié)免疫、輔助睡眠、降血脂和抗氧化等功效[19,20]。這可能是因為：①蟲草素的化學(xué)結(jié)構(gòu)類似于腺苷，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖1所示。所以，蟲草素可以和腺苷類受體（可以和腺苷結(jié)合并被激活的蛋白）結(jié)合行使其藥理功能；②蟲草素，也就是3′-脫氧腺苷，可被還原成腺苷。所以，又是強抗氧化劑；③3′-脫氧腺苷（蟲草素）和腺苷一樣可以進一步合成腺嘌呤類似物，從而抑制一些病毒mRNA的多聚腺嘌呤合成，起到抑制病毒復(fù)制和抑制腫瘤生長的作用。

2.2 蟲草素抗抑郁癥的可行性分析

2.2.1 蟲草素可激活腺苷受體

腺苷（adenosine）是一種能調(diào)節(jié)能量代謝，并參與多種個體行為和病理生理學(xué)過程的神經(jīng)遞質(zhì)，是能量物質(zhì)三磷酸腺苷（ATP）消耗后的主要產(chǎn)物，在全身各組織中均有表達[21]。中樞神經(jīng)中腺苷可調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)釋放、神經(jīng)突觸可塑性、缺血性神經(jīng)保護和氧化應(yīng)激狀態(tài)下神經(jīng)保護作用等[22-25]。一般情況下，腺苷通過其四個亞型受體（A1、A2A、A2B和A3受體）發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，其中A1和A2A受體與腺苷的親和度較A2B和A3高[26]。通常認(rèn)為腺苷A1受體與調(diào)節(jié)突觸傳導(dǎo)和神經(jīng)元超極化（Hyperpolarizes）有關(guān)；A2A受體較多參與調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放；A2B受體參與大腦中cAMP水平和Ca2+離子通道的調(diào)節(jié)[27]。此外，腺苷A3受體可能在調(diào)節(jié)神經(jīng)突觸可塑性方面發(fā)揮著重要作用，Costenla等研究顯示使用腺苷A3受體的激動劑Cl-IBMECA（100 nM）處理大鼠海馬體切片，升高了由LTP引起的θ波脈沖，并且減弱了LTD，研究者使用腺苷A3受體的拮抗劑MRS1191處理海馬體切片后，有效抑制了由Cl-IBMECA引起的LTP變化[23]，隨后的細(xì)胞實驗印證了該實驗結(jié)果[28]。從分子結(jié)構(gòu)上看蟲草素（3’-脫氧腺苷）是腺苷的類似物研究發(fā)現(xiàn)蟲草素是腺苷受體（A1、A2A、A2B和A3）的非特異性激動劑。Kitamura等研究顯示用1μM或5μM劑量蟲草素處理小鼠睪丸間質(zhì)細(xì)胞后，升高了腺苷A1、A2A和A3受體mRNA的表達水平，并以腺苷受體親和力依賴的方式（A3＞A1＞A2A）激活下游內(nèi)固醇的生物合成[29]；另一項涉及蟲草素抗癌、抗轉(zhuǎn)移的研究顯示，蟲草素可激活糖原合成酶激酶GSK-3b并抑制細(xì)胞周期蛋白D1的表達，起到抗癌效果，同時蟲草素還可通過抑制基質(zhì)金屬蛋白酶MMPs 2和MMPs 9，促進組織金屬蛋白酶抑制劑TIMP 1和TIMP 2的分泌，降低癌細(xì)胞的侵襲性進而抑制癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，這一系列的生理過程均依賴于蟲草素對于腺苷A3受體的激活[30]。涉及腺苷藥代動力學(xué)的文獻認(rèn)為，腺苷衍生物可通過腺苷轉(zhuǎn)運體經(jīng)血腦屏障（blood-brain barrier，BBB）從血液進入大腦[31,32]，這意味著蟲草素可經(jīng)由腺苷轉(zhuǎn)運體從外周循環(huán)通過血腦屏障直接作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)。

2.2.2 蟲草素具有保護和調(diào)節(jié)神經(jīng)的作用

近年來的文獻顯示，蟲草素具有神經(jīng)調(diào)節(jié)和神經(jīng)保護的作用。大腦組織的缺血再灌注會導(dǎo)致大腦功能的嚴(yán)重?fù)p傷，而這種損傷大多是不可逆轉(zhuǎn)的。腦組織的缺血再灌注與多個病理生理變化密切相關(guān)，其中涉及自由基的產(chǎn)生、細(xì)胞內(nèi)Ca2+離子的失衡、細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的表達失調(diào)和炎癥的發(fā)生[33]。小鼠細(xì)胞培養(yǎng)和動物實驗發(fā)現(xiàn)，蟲草素可以顯著降低細(xì)胞外谷氨酸鹽和天冬氨酸鹽的表達水平、降低丙二醛的含量、增加超氧化物歧化酶的活性，并抑制基質(zhì)金屬蛋白酶3的過度表達，降低由缺血再灌注造成的小鼠大腦組織的損傷，起到神經(jīng)保護性作用[34]。

另一項涉及小鼠學(xué)習(xí)記憶的研究顯示，口服蟲草素可以有效改善正常和腦缺血小鼠在Y迷宮實驗中的表現(xiàn)，實驗正確率均顯著高于對照組小鼠。此外蟲草素有效降低了腦缺血對小鼠海馬體CA1和CA3區(qū)的神經(jīng)損傷[35]。在脂多糖誘導(dǎo)神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞過表達的實驗中，蟲草素可以顯著降低編碼一氧化氮合成酶和環(huán)氧化酶2基因mRNA的表達水平，抑制促炎癥細(xì)胞因子TNF-α和IL-1β的蛋白表達量，同時蟲草素逆轉(zhuǎn)了由脂多糖誘導(dǎo)的NF-κB的過表達，起到抑制炎癥的作用。此外研究還發(fā)現(xiàn)，蟲草素可以緩解由脂多糖引起的海馬體神經(jīng)在生長和發(fā)育過程中的損傷，增加神經(jīng)元活性、促進生長錐的生長和樹突棘的形成[36]。

Jin等研究發(fā)現(xiàn)，蟲草素可以通過激活腺苷A1受體，調(diào)節(jié)活性氧和Ca2+離子含量，降低由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激引起的半胱天冬氨酸蛋白酶12的高表達，調(diào)節(jié)海馬體細(xì)胞的凋亡[37]。研究認(rèn)為睡眠分為非眼球快速運動睡眠狀態(tài)和眼球快速運動睡眠狀態(tài)。非眼球快速運動睡眠階段，全身肌肉松弛，沒有眼球運動，心率、呼吸均減慢，基礎(chǔ)代謝率低。而在眼球快速運動睡眠階段，出現(xiàn)混合頻率腦電波，睡眠較淺容易驚醒。Hu等針對大鼠睡眠的研究顯示，蟲草素有效降低了大鼠的驚醒周期并延長了大鼠非眼球快速運動睡眠階段，腦電圖結(jié)果顯示蟲草素增加了非眼球快速運動睡眠階段θ波功率密度，此外蟲草素還調(diào)節(jié)了與睡眠調(diào)節(jié)相關(guān)的腺苷A1、A2b和A3受體的表達水平[38]。

2.3 蟲草素抗抑郁效果研究

2.3.1 蟲草素具有快速且穩(wěn)定的抗抑郁效果

近年來的研究顯示，在慢性未知溫和壓力引起的雄性CD-1小鼠抑郁樣模型研究中，腹腔注射20 mg/kg和40 mg/kg劑量蟲草素3至6周，長期蟲草素腹腔注射顯著降低了抑郁樣小鼠在懸尾和強迫游泳實驗中的不動時間，顯示出較好的抗抑郁效果[39]。我們之前的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蟲草素具有快速且穩(wěn)定的抗抑郁效果[40]：使用12.5 mg/kg和5 mg/kg高低兩個劑量蟲草素腹腔注射CD-1雄性小鼠45 min后進行懸尾或強迫游泳實驗，結(jié)果顯示蟲草素顯著減少了行為學(xué)實驗中小鼠不動時間，且與藥物劑量相關(guān)。值得注意的是，12.5 mg/kg劑量蟲草素處理小鼠不動時間相比傳統(tǒng)三環(huán)類抗抑郁藥物丙咪嗪（10 mg/kg）顯著降低（圖2A和2B）。此外，我們還發(fā)現(xiàn)使用蟲草素（5 mg/kg和12.5 mg/kg）或傳統(tǒng)抗抑郁藥物丙咪嗪（10 mg/kg）連續(xù)腹腔注射小鼠5天后，丙咪嗪組小鼠和蟲草素高低劑量組小鼠在行為學(xué)實驗中的不動時間較生理鹽水組均顯著減少（圖2C和2D）。

圖2 蟲草素低劑量（5 mg/kg，dA-L）、高劑量（12.5 mg/kg，dA-H）、丙咪嗪（15 mg/kg，IMI）和生理鹽水（Sal）腹腔注射CD-1小鼠，45 min后進行懸尾(TST)或強迫游泳(FST)實驗。單因素方差分析（Bonferroni檢驗,*p＜0.05,**p＜0.01,***p＜0.001）。（A）藥物注射45 min后，蟲草素顯著降低了小鼠在懸尾實驗中的不動時間；（B）藥物注射45 min后，蟲草素顯著降低了小鼠在強迫游泳實驗中的不動時間；（C）藥物連續(xù)注射5天后，蟲草素顯著降低了小鼠在懸尾實驗中的不動時間；（D）藥物連續(xù)注射5天后，丙蟲草素顯著降低了小鼠在強迫游泳實驗中的不動時間。

我們的研究還發(fā)現(xiàn)[40]，高劑量（12.5 mg/kg）蟲草素處理小鼠45 min后，快速且顯著增加了小鼠大腦前額葉皮層和海馬體組織中GluR1 Ser845位點磷酸化水平，丙咪嗪處理組相應(yīng)腦區(qū)的GluR1 Ser845磷酸化水平較對照組沒有升高（圖3A和3B）。連續(xù)5天蟲草素和丙咪嗪腹腔注射后的小鼠腦組織免疫印跡結(jié)果顯示，各藥物處理組小鼠大腦前額葉皮層和海馬體中GluR1 Ser845位點磷酸化水平均較生理鹽水對照組顯著增加（圖3C和3D）。丙咪嗪處理組小鼠前額葉皮層和海馬體GluR1 Ser845位點磷酸化水平較對照組有顯著性升高，這與相關(guān)研究結(jié)果一致[41]。此外，蟲草素處理小鼠45 min或5天后相應(yīng)腦區(qū)的GluR1蛋白表達水平較生理鹽水對照組均無變化（圖3）。這些研究結(jié)果均顯示，蟲草素較傳統(tǒng)的抗抑郁藥具有快速且穩(wěn)定的抗抑郁效果。

2.3.2 蟲草素的抗抑郁效果與AMPA受體介導(dǎo)的突觸可塑性有關(guān)

近年來，越來越多的數(shù)據(jù)顯示AMPA受體在調(diào)節(jié)神經(jīng)形成、突觸強度和突觸可塑性過程中具有重要作用[42-44]。此外，有研究認(rèn)為AMPA受體GluR1 Ser845位點的磷酸化是抗抑郁藥物治療抑郁癥的共通機制[41]。AMPA受體GluR1 Ser845是一個蛋白激酶A（PKA）位點，該PKA位點的磷酸化可以促使神經(jīng)元中AMPA受體激活，增加受體在神經(jīng)元膜嵌入，促進LTP的發(fā)生，進而調(diào)節(jié)神經(jīng)突觸可塑性[45-48]。臨床研究中抑郁癥患者前額葉皮層中GluR1表達水平較正常人群降低[49]，相關(guān)動物實驗結(jié)果與臨床研究一致[50-52]。相關(guān)抗抑郁藥物的動物研究發(fā)現(xiàn)，拉莫三嗪和利魯唑能增加大鼠海馬體AMPA受體GluR1 Ser845位點的磷酸化水平[41]，鋰鹽抗抑郁效果研究也發(fā)現(xiàn)雄性C57BL小鼠大腦海馬體GluR1磷酸化水平，以及GluR1蛋白表達量升高[53]。

一般認(rèn)為AMPA受體GluR1的磷酸化水平與其在突觸遷移和膜定位相關(guān)，而AMPA受體GluR1在突觸表達水平的變化與LTP和LTD相關(guān)[42-44,54,55]。研究顯示，抗抑郁劑量（10 mg/kg）的氯胺酮可快速升高大鼠前額葉皮層突觸GluR1的表達水平，促進了新棘突（spine synapses）的形成[56]。使用地昔帕明（desipramine）和帕羅西汀連續(xù)腹腔注射大鼠1、2或3周后，顯著升高了大鼠海馬體突觸AMPA受體GluR1表達水平，且與藥物注射時間相關(guān)[57,58]。而我們的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)[40]，12.5 mg/kg劑量蟲草素注射45 min后，小鼠前額葉皮層突觸組分中GluR1 Ser845位點磷酸化水平和GluR1的表達量較對照組顯著升高，這與蟲草素高劑量能快速調(diào)節(jié)前額葉皮層總蛋白GluR1 Ser845位點磷酸化水平結(jié)果一致；與前額葉皮層突觸組分結(jié)果不同的是，不同劑量蟲草素并未顯著增加小鼠海馬體突觸組分中GluR1 Ser845位點的磷酸化水平和GluR1的表達量（圖4A和4B）。使用蟲草素連續(xù)注射5天后，蟲草素高、低兩個劑量組和丙咪嗪組小鼠皮層前額葉和海馬體突觸組分中GluR1 Ser845位點的磷酸化水平和GluR1表達量顯著升高（圖4C和4D）。提示蟲草素的抗抑郁效果可能是通過調(diào)節(jié)AMPA受體GluR1 S845位點磷酸化水平，并調(diào)節(jié)GluR1受體在前額葉皮層突觸的表達量實現(xiàn)的。

圖3 蟲草素低劑量（5 mg/kg，dA-L）、高劑量（12.5 mg/kg，dA-H）、丙咪嗪（15 mg/kg，IMI）和生理鹽水（Sal）腹腔注射CD-1小鼠，單因素方差分析（Tukey檢驗,★:p＜0.05,★★:p＜0.01）。45 min后進行懸尾或強迫游泳實驗（A）蟲草素高劑量組小鼠前額葉皮層（PFC）和海馬體（HIP）中GluR1 S845位點磷酸化水平顯著升高；（B）前額葉皮層和海馬體中GluR1表達無顯著差異。連續(xù)腹腔注射CD-1小鼠5天后，（C）蟲草素和丙咪嗪處理組小鼠前額葉皮層和海馬體中GluR1 S845位點磷酸化水平顯著升高；（D）前額葉皮層和海馬體中GluR1表達無顯著差異。

2.3.3 蟲草素的抗抑郁作用與AMPA受體功能增強有關(guān)

有文獻認(rèn)為AMPA受體GluR1 Ser845位點的磷酸化是治療抑郁癥的共通機制[49]，GYKI 52466和NBQX是AMPA受體的特異非競爭性抑制劑，F(xiàn)arley等研究發(fā)現(xiàn)小鼠CUMS模型實驗中GYKI 52466有效抑制了氟西汀的抗抑郁效果（懸尾實驗）[59]；在類似的研究中，使用鋰鹽快速（1.5天）和長期處理后，顯著降低了小鼠在懸尾和強迫游泳實驗中的不動時間，上調(diào)了AMPA受體GluR1和GluR2的表達水平，研究者發(fā)現(xiàn)GYKI 52466可以完全抑制由鋰鹽在行為學(xué)實驗中產(chǎn)生的抗抑郁效果[53]，說明該抗抑郁效果是通過調(diào)節(jié)AMPA受體介導(dǎo)的信號通路實現(xiàn)的。而單獨使用GYKI 52466處理動物，并沒有導(dǎo)致動物在懸尾和強迫游泳實驗中不動時間較對照組發(fā)生變化[53,59]；而使用NBQX腹腔注射能有效地抑制氯胺酮（2.5 mg/kg）在雄性小鼠中的快速抗抑郁效果[6]。與這些研究結(jié)果相似，使用GYKI 52466腹腔注射小鼠后，有效地抑制了由蟲草素引起的快速抗抑郁效果[40]，說明蟲草素的抗抑郁效果是通過調(diào)節(jié)AMPA受體介導(dǎo)信號通路實現(xiàn)的（圖5）。

圖4 蟲草素低劑量（5 mg/kg，dA-L）、高劑量（12.5 mg/kg，dA-H）、丙咪嗪（15 mg/kg，IMI）和生理鹽水（Sal）腹腔注射CD-1小鼠，單因素方差分析（Tukey檢驗,★:p＜0.05,★★:p＜0.01）。腹腔注射CD-1小鼠45 min后，（A）蟲草素高劑量組小鼠前額葉皮層突觸（Syn）中GluR1 S845位點磷酸化水平顯著升高；（B）蟲草素高劑量組小鼠前額葉皮層突觸中GluR1表達水平顯著升高。連續(xù)腹腔注射CD-1小鼠5天后，（C）蟲草素和丙咪嗪處理組小鼠前額葉皮層和海馬體突觸中GluR1 S845位點磷酸化水平顯著升高；（D）蟲草素和丙咪嗪處理組小鼠前額葉皮層和海馬體突觸中GluR1 S845位點磷酸化水平顯著升高。

2.3.4 蟲草素的快速抗抑郁效果與神經(jīng)興奮藥物不同

一些神經(jīng)興奮性藥物，如可卡因（cocaine）或安非他命（amphetamine）也具有快速抗抑郁效果，但相關(guān)研究均顯示這類藥物存在嚴(yán)重的興奮性神經(jīng)毒性，能造成受試者強烈的藥物成癮性[60,61]，并伴有不同程度的運動亢進（locomotor hyperactivity）狀態(tài)[62]，且在停藥期間會導(dǎo)致個體出現(xiàn)抑郁癥狀[63,64]。Labonte等使用安非他命腹腔注射（1.5 mg/kg）青春期雄性SD大鼠，開野實驗發(fā)現(xiàn)安非他命處理組大鼠總體移動距離較生理鹽水對照組升高了約25%，成顯著性差異[62]，說明安非他命的快速抗抑郁效果可能與其引起的個體運動亢進狀態(tài)有關(guān)。我們的研究發(fā)現(xiàn)[40]，12.5 mg/kg和5 mg/kg兩個劑量蟲草素連續(xù)腹腔注射小鼠3天后，開野實驗結(jié)果顯示，蟲草素處理組小鼠在總移動距離和中間區(qū)域移動距離與生理鹽水對照組相比無統(tǒng)計學(xué)差異（圖6A和6B），提示蟲草素和安非他命等神經(jīng)興奮性藥物不同，并不會導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)運動功能亢進的現(xiàn)象。此外，連續(xù)使用蟲草素腹腔注射并未導(dǎo)致小鼠體重出現(xiàn)顯著變化（圖6C）。

圖5 AMPA特異性拮抗劑GYKI 52466有效地抑制蟲草素在小鼠中的快速抗抑郁效果。單因素方差分析（Tukey檢驗，★:p＜0.05,★★:p＜0.01,★★★:p＜0.001）。

圖6 蟲草素連續(xù)腹腔注射CD-1小鼠3天后進行開野實驗（OFT）。ANY-maze動物行為分析系統(tǒng)記錄并分析實驗過程中小鼠的總移動距離和在中心區(qū)域的移動距離。單因素方差分析各處理組間統(tǒng)計學(xué)差異性。（A）開野實驗中小鼠總體移動距離；（B）開野實驗中小鼠在中心區(qū)域移動距離；（C）各組小鼠連續(xù)注射藥物5天體重變化情況。

3 結(jié)論與展望

中醫(yī)藥現(xiàn)代化建設(shè)，科學(xué)地使用中醫(yī)藥產(chǎn)品已經(jīng)上升為中國的大健康國家戰(zhàn)略。精準(zhǔn)保健、精準(zhǔn)醫(yī)療，對于慢性病的預(yù)防和診療有十分重要的意義。日本和韓國在現(xiàn)有的國際中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中占據(jù)主要地位，而中國僅僅作為主要的原料藥出口國。為了將中國的中醫(yī)藥發(fā)揚光大，更好的推進中醫(yī)藥現(xiàn)代化進程，以適應(yīng)當(dāng)代社會和國際化的發(fā)展需求，研究出符合國際主流標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)高效、安全穩(wěn)定、質(zhì)量可控的新型現(xiàn)代化中藥，我們應(yīng)該做好兩件事情，一是中藥有效成分的分析研究，二是中藥有效成分的量效關(guān)系研究。

目前臨床使用的抗抑郁藥物多為作用于單胺類（5-羥色胺、多巴胺、去甲腎上腺）神經(jīng)遞質(zhì)的選擇性再攝取抑制劑，其抗抑郁作用機制較為相同。而這些常用抗抑郁藥物均存在起效慢且副作用嚴(yán)重等缺陷。所以，研發(fā)在生物學(xué)機制和作用機理上有所突破的新型抗抑郁藥物顯得尤為重要。蟲草素是傳統(tǒng)中醫(yī)藥材冬蟲夏草中最為主要的生物活性物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)蟲草素在小鼠行為學(xué)實驗中具有快速且穩(wěn)定的抗抑郁效果，并通過大量分子實驗進一步證實其抗抑郁效果與調(diào)節(jié)AMPA受體介導(dǎo)的神經(jīng)突觸可塑性相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)將對研發(fā)起效快、效果好且更為安全的新型抗抑郁藥物提供參考依據(jù)。這些中藥有效成分的量效關(guān)系研究，將對科學(xué)、有效地使用中醫(yī)藥產(chǎn)生深遠(yuǎn)地影響，為推動中醫(yī)藥現(xiàn)代化進程和人類的健康事業(yè)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻。

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Cordycepin Produces An Antidepressant Effect Via Activating Synaptic Plasticity

Bai Li,Shaolei Luo,Yangyang Hou,Tangxin Gao,Jing Du
(Medical college,Yunnan University,Kunming 650091,China)

Available antidepressants are based on the tricyclic and monoamine oxidase inhibitor which were discovered more than sixteen years ago.These antidepressants were found to promote serotonin or noradrenaline function in the brain to produce a antidepressant effect.Although newer agents are more specific,but unfortunately,the issues of slower effect,low-response rate and side-effect are still unsolved.Cordycepin is the main effective component of Cordyceps Militaris which has been used as a Chinese herb and food for hundreds of years.This review summarizes the antidepressant effect and the involved mechanisms of Cordycepin,and provides a novel concept on the research and development of antidepressants by using Chinese herb.

Traditional Chinese medicine,Cordycepin,Antidepressant effect,Synaptic plasticity.

10.11842/wst.2017.07.008

R74

A

2017-07-22

修回日期：2017-07-22

＊ 云南省科技廳云南省高端科技人才引進項目（2012HA004）：云南省科技廳云南省高端科技人才引進項目，負(fù)責(zé)人：杜靜；國家自然科學(xué)基金委（31560274）：FKBP51在糖皮質(zhì)激素調(diào)節(jié)線粒體功能和線粒體蛋白轉(zhuǎn)錄因子表達中的作用，負(fù)責(zé)人：杜靜；國家自然科學(xué)基金委（31650005）：腺苷受體介導(dǎo)的神經(jīng)免疫M1（炎癥）向M2（抗炎）狀態(tài)的轉(zhuǎn)變對抑郁和自殺相關(guān)行為的影響，負(fù)責(zé)人：杜靜。

＊＊ 通訊作者：杜靜，博士，教授，主要研究方向：神經(jīng)精神藥理學(xué)；李白，博士，助理研究員，主要研究方向：神經(jīng)精神藥理學(xué)。

（責(zé)任編輯：張 靜，責(zé)任譯審：王 晶）