石菖蒲對抑郁大鼠體內(nèi)炎癥因子含量及行為學(xué)的影響

付佳　荀晨曦　李爽　官杰

【摘要】 目的：研究不同劑量石菖蒲對抑郁大鼠炎癥因子及行為學(xué)的影響。方法：將30只SD雄性大鼠隨機選擇5只設(shè)為空白組，其余分五組：模型組、氟西汀組[1.8 mg/（kg·d）]和中藥石菖蒲低、中、高劑量組[5、10、20 mL/（kg·d）]飼養(yǎng)，每組5只。造模給藥結(jié)束后，進行行為學(xué)測試，并采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）檢測各組大鼠白細(xì)胞介素-1（IL-1）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）、白細(xì)胞介素-10（IL-10）、白細(xì)胞介素-13（IL-13）水平。結(jié)果：經(jīng)過21 d造模后，與空白組相比，模型組曠場試驗總分明顯減少，游泳不動時間明顯延長，OT/TT百分比明顯減少（P<0.05）。與模型組相比，高、中、低劑量組和氟西汀組曠場試驗總分均明顯升高，游泳不動時間均明顯縮短，OT/TT百分比均明顯升高（P<0.05）。中劑量組和低劑量組的曠場試驗總分與空白組相比，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。高、中、低劑量組和氟西汀組的游泳不動時間、OT/TT百分比與空白組相比，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。與空白組相比，模型組血清中IL-1、IL-6的含量均顯著升高，IL-10、IL-13的含量均顯著降低（P<0.05）。與模型組相比，高劑量組、氟西汀組血清中IL-1、IL-6的含量均明顯降低，IL-10、IL-13均明顯升高（P<0.05）。高劑量組血清中IL-1、IL-6的含量與空白組相比，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論：石菖蒲可能通過降低血清中促炎因子含量，升高抑炎因子含量，而產(chǎn)生抗抑郁作用。

【關(guān)鍵詞】 石菖蒲 抑郁癥 抑郁大鼠 慢性不可預(yù)知性溫和應(yīng)激 炎癥因子 行為學(xué)

Effects of Acorus Calamus on Inflammatory Factor Content and Behavior in Depressed Rats/FU Jia， XUN Chenxi， LI Shuang， GUAN Jie. //Medical Innovation of China， 2022， 19（01）： 0-025

[Abstract] Objective： To study the effects of different doses of Acorus Calamus on inflammatory factors and behavior in depressed rats. Method： Five of 30 male SD rats were randomly selected as the blank group， and the rest were divided into five groups： model group， Fluoxetine group [1.8 mg/（kg·d）] and low， medium and high-dose groups of Acorus Calamus [5， 10， 20 mL/（kg·d）]， with 5 rats in each group. After modeling and administration， behavioral tests were performed， and the levels of interleukin-1 （IL-1）， interleukin-6 （IL-6）， interleukin-10 （IL-10） and interleukin-13 （IL-13） were detected by enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）. Result： After 21 d of modeling， compared with the blank group， the total score of open field test in the model group was significantly decreased， the immobile swimming time was significantly prolonged， and the percentage of OT/TT was significantly decreased （P<0.05）. Compared with model group， the open field test scores of high， medium， low-dose group and Fluoxetine group were significantly increased， the immobile swimming time were significantly shortened， and the OT/TT percentage were significantly increased （P<0.05）. Compared with blank group， the open field test scores of medium-dose group and low-dose group were significantly different （P<0.05）. There were statistically significant differences in immobile swimming time and OT/TT percentage in high， medium， low-dose and Fluoxetine groups compared with the blank group （P<0.05）. Compared with blank group， serum IL-1 and IL-6 contents in model group were significantly increased， while IL-10 and IL-13 contents were significantly decreased （P<0.05）. Compared with model group， serum IL-1 and IL-6 contents in high-dose group and Fluoxetine group were significantly decreased， while IL-10 and IL-13 were significantly increased（P<0.05）. The contents of IL-1 and IL-6 in serum of the high-dose group were compared with that of the blank group， the differences were statistically significant （P<0.05）. Conclusion： Acorus Calamus may have antidepressant effect by reducing the content of pro-inflammatory factors and increasing the content of anti-inflammatory factors in serum.

[Key words] Acorus Calamus Depression Depressed rats Chronic unpredictable mild stress Inflammatory factors Behavioural

First-author’s address： College of Mental Health， Qiqihar Medical College， Qiqihar 161000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2022.01.005

抑郁癥作為精神科常見疾病之一，是一種以持久的低落心態(tài)為主的情感障礙綜合征。西藥是目前治療的首選，但其持續(xù)時間較長，容易上癮[1-3]。近年來，臨床治療已經(jīng)證實了以中藥為基礎(chǔ)的治療方案對抑郁癥的確切療效，因此研究開發(fā)對抑郁癥有效的中藥具有重要意義[4]。石菖蒲主要含有揮發(fā)油、氨基酸、有機酸和糖等成分，具有暖胃祛濕等功效。石菖蒲在我國被用于治療腦部疾病，抗抑郁作用效果明顯，但目前對石菖蒲治療抑郁機理的研究尚不明確[5]。本實驗觀察抑郁大鼠在不同劑量石菖蒲作用下的行為學(xué)表現(xiàn)及促炎因子、抑炎因子的變化，探究石菖蒲抗抑郁作用，并探討其相關(guān)作用機制，以期為石菖蒲作為新的抗抑郁藥開發(fā)以及在臨床上的應(yīng)用提供實驗依據(jù)和理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 選取同批次健康成年雄性SD大鼠30只，體重180～220 g，由齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院動物實驗中心提供[實驗動物使用許可證：SYXK（黑）2018-017]，實驗于2019年9月16日開始，2019年12月20日結(jié)束。

1.2 試驗藥物 石菖蒲中藥原料（均購自齊齊哈爾醫(yī)藥商廈）;鹽酸氟西汀膠囊（生產(chǎn)廠家：禮來蘇州制藥有限公司，批準(zhǔn)文號：國藥準(zhǔn)字J20130010，規(guī)格：20 mg）;酶聯(lián)免疫吸附（ELISA）檢測試劑盒（IL-1、IL-6、IL-10、IL-13）購自廈門慧嘉生物科技有限公司;0.9%氯化鈉。

1.3 方法

1.3.1 動物分組與造模 將大鼠按隨機法分為空白組、模型組、氟西汀組、石菖蒲低、中、高劑量組，共6組，每組5只，單獨飼養(yǎng)?？瞻捉M不造模，其余5組進行21 d的慢性不可預(yù)見性溫和刺激（chronic unpredictable mild stress，CUMS）[6-9]：（1）禁食、禁水20 h;（2）傾斜鼠籠45° 17 h;（3）濕籠（將大鼠浸入100 g鋸屑、200 mL水的籠中）21 h;（4）4 ℃游泳5 min;（5）水平搖晃鼠籠5 min;（6）限制行為，把大鼠放入自制的可以調(diào)節(jié)長度的不銹鋼束縛器（長為25 cm、內(nèi)徑為6 cm）中4 h。6種刺激，每天隨機采取一種。以上實驗以不影響大鼠正常晝夜節(jié)律、使大鼠無損傷為前提，以不產(chǎn)生壓迫感、不影響呼吸和排泄為度，造模是否成功通過行為學(xué)檢測。

1.3.2 給藥方法 每天造模結(jié)束后1 h給予大鼠灌胃，空白組劑量參考文獻[10]。（1）低、中、高劑量組分別按5 mL/（kg·d）、10 mL/（kg·d）、20 mL/（kg·d）給予石菖蒲水提取液灌胃，石菖蒲水提取液制備：將石菖蒲與同等質(zhì)量的水進行熬制，過濾，1次/d，連續(xù)21 d。（2）氟西汀組按1.8 mg/（kg·d）給予氟西汀水溶液灌胃，1次/d，連續(xù)21 d。（3）空白組和模型組按10 mL/（kg·d）進行0.9%氯化鈉灌胃，1次/d，連續(xù)21 d。

1.3.3 行為學(xué)測試

1.3.3.1 曠場試驗（open field test，OFT） 模型建立21 d后，進行曠場試驗。參考文獻[11-12]。實驗裝置是一個開放的房間（100 cm×100 cm×40 cm），四壁黑色;將動物穿過廣場的次數(shù)記錄為水平活動分?jǐn)?shù)，以大鼠前肢離地的次數(shù)當(dāng)作垂直活動的得分。將大鼠置于開放室中央，記錄大鼠5 min的水平和垂直活動得分情況。最后，水平和垂直分?jǐn)?shù)相加，記錄為曠場試驗的總分?jǐn)?shù)。

1.3.3.2 強迫游泳試驗（forced swimming test，

FST） 參考文獻[13-14]，模型建立21 d后，將安靜狀態(tài)下的各組大鼠，放入已經(jīng)連接好的圓柱水缸中，在25 ℃左右的水中進行時長為15 min的強迫游泳。結(jié)束后，用毛巾擦干大鼠鼠毛，必要時用吹風(fēng)機吹干。將處理好的大鼠放回鼠籠。24 h后，重復(fù)上述步驟，但時間縮短到5 min，記錄5 min內(nèi)大鼠的不動時間（單位為s）。

1.3.3.3 高架十字迷宮實驗（elevated plus-maze，EPM） 參照文獻[15]，模型建立21 d后，將大鼠放入中央平臺（面朝著閉合臂），5 min后觀察以下各項指標(biāo)，進入開放臂的次數(shù)（OE）和持續(xù)時間（OT）、進入閉合臂的次數(shù)（CE）和持續(xù)時間（CT）。本實驗以大鼠持續(xù)時間（OT）占兩臂停留總時間（TT）的百分比來計算。

1.3.4 神經(jīng)遞質(zhì)測定

1.3.4.1 試劑準(zhǔn)備與樣品 造模及行為學(xué)實驗結(jié)束后將大鼠斷頭處死，在冰上剝離全腦，取前額葉、海馬組織和紋狀體用預(yù)冷的0.9%氯化鈉洗凈置于EP管，分別向組織加入適量的0.9%氯化鈉搗碎，3 000 r/min離心10 min取上清液。

1.3.4.2 ELISA測定 從冰箱中取出大鼠DA、5-HT ELISA試劑盒，室溫平衡30 min。從-80 ℃冰箱中取出待檢測的大鼠腦組織樣本，室溫解凍。分別進行標(biāo)準(zhǔn)品的稀釋、各孔加樣、溫育、配制洗滌液、洗滌、加酶、顯色、終止，測定[16]。詳細(xì)步驟均嚴(yán)謹(jǐn)按照說明書進行。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 26.0軟件和Graphpad prism 8.0對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，計量資料用（x±s）表示，比較采用t檢驗，多組數(shù)據(jù)比較采用方差分析;計數(shù)資料以率（%）表示，比較采用χ檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠行為學(xué)測定結(jié)果比較 所有大鼠造模成功。經(jīng)過21 d造模后，與空白組相比，模型組曠場試驗總分明顯減少，游泳不動時間明顯延長，OT/TT百分比明顯減少，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。與模型組相比，石菖蒲高、中、低劑量組、氟西汀組曠場試驗總分均明顯升高，游泳不動時間均明顯縮短，OT/TT百分比均明顯升高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。高劑量組、氟西汀組的曠場試驗總分與空白組相比，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）;中劑量組和低劑量組的曠場試驗總分與空白組相比，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。高劑量組、中劑量組、低劑量組和氟西汀組的游泳不動時間、OT/TT百分比與空白組相比，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表1和圖1、2、3。

2.2 各組大鼠血清中炎癥因子比較 與空白組相比，模型組血清中IL-1、IL-6的含量均顯著升高，IL-10、IL-13的含量均顯著降低，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。與模型組相比，高劑量組、氟西汀組血清中IL-1、IL-6的含量均明顯降低，IL-10、IL-13均明顯升高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。中劑量組、低劑量組血清中IL-1、IL-6、IL-10、IL-13的含量與模型組相比，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。高劑量組血清中IL-1、IL-6的含量與空白組相比，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）;高劑量組血清中IL-10、IL-13的含量與空白組相比，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。見表2和圖4、5、6、7。

3 討論

3.1 石菖蒲對抑郁大鼠行為學(xué)的調(diào)節(jié)作用 本實驗采用慢性不可預(yù)見性溫和刺激造模，對雄性大鼠進行為期21 d的應(yīng)激刺激，構(gòu)建抑郁模型。其中，曠場實驗總距離反應(yīng)大鼠進入新環(huán)境的活動情況和情緒變化，強迫游泳中不動時間反應(yīng)大鼠在行為絕望時的自主反應(yīng)，高架十字迷宮經(jīng)常用于大鼠焦慮測試[17-18]。經(jīng)測試，抑郁模型的大鼠曠場實驗得分總分減少，這與抑郁患者臨床癥狀相近，提示造模成功。經(jīng)過21 d造模后，與空白組相比，模型組曠場試驗總分明顯減少，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。說明經(jīng)過CUMS造模后，大鼠活動能力下降，探索能力降低，表現(xiàn)出與抑郁癥患者類似的運動遲緩，精神萎靡，缺乏興趣等癥狀。經(jīng)過21 d造模后，與空白組相比，模型組游泳不動時間明顯延長（P<0.05）。說明經(jīng)過CUMS造模后，大鼠探索和求生欲望下降，有臨床抑郁患者情緒輕生厭世、麻木等表現(xiàn)。經(jīng)過21 d造模后，與空白組相比，模型組OT/TT百分比明顯減少（P<0.05）。說明經(jīng)過CUMS造模后，大鼠出現(xiàn)嚴(yán)重焦慮心理，與臨床抑郁癥患者抑郁焦慮伴行的現(xiàn)象相似。與模型組相比，高、中、低劑量組、氟西汀組曠場試驗總分均明顯升高，游泳不動時間均明顯縮短，OT/TT百分比均明顯升高（P<0.05）。說明石菖蒲高、中、低劑量組、氟西汀組能提高抑郁大鼠探索和活動能力，緩解抑郁大鼠焦慮心理。高劑量組、氟西汀組的曠場試驗總分與空白組相比，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）;中劑量組和低劑量組的曠場試驗總分與空白組相比，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），說明石菖蒲高劑量組和氟西汀組治療抑郁大鼠活動能力效果明顯，中劑量和低劑量有效。高、中、低劑量組和氟西汀組的游泳不動時間、OT/TT百分比與空白組相比，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），說明石菖蒲組各種劑量對治療抑郁大鼠探索和活動能力及抑郁焦慮均有效果，但不能完全恢復(fù)正常水平。

3.2 石菖蒲對抑郁大鼠炎癥因子的影響 免疫細(xì)胞因子假說認(rèn)為抑郁癥的發(fā)病是由于慢性應(yīng)激引起免疫激活，產(chǎn)生炎癥細(xì)胞因子，從而造成單胺類神經(jīng)遞質(zhì)、HPA軸改變[19-20]。研究發(fā)現(xiàn)抑郁癥與促炎因子產(chǎn)生增加、抑炎因子的減少有關(guān)，抑郁癥或抑郁癥狀的產(chǎn)生均可被激活的免疫反應(yīng)和相關(guān)促炎因子的增加、抑炎因子的減少解釋，免疫反應(yīng)激活的同時腎上腺皮質(zhì)激素分泌增加最終引起HPA軸的亢進[21]。

本研究結(jié)果顯示，與空白組相比，模型組血清中IL-1、IL-6的含量均顯著升高，IL-10、IL-13的含量均顯著降低（P<0.05）。表明造成抑郁的原因可能與大鼠血清促炎因子含量升高和抑炎因子含量降低有關(guān)。與模型組相比，高劑量組、氟西汀組血清中IL-1、IL-6的含量均明顯降低，IL-10、IL-13均明顯升高（P<0.05）。中、低劑量組血清中IL-1、IL-6、IL-10、IL-13的含量與模型組相比，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。高劑量組血清中IL-1、IL-6的含量與空白組相比，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），說明雖然石菖蒲能緩解大鼠抑郁狀況，但不能使促炎因子完全恢復(fù)正常水平;高劑量組血清中IL-10、IL-13的含量與空白組相比，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。說明石菖蒲能提高抑郁大鼠血清中IL-10、IL-13的含量，且石菖蒲對大鼠血清中IL-10、IL-13含量的影響與劑量有關(guān)，石菖蒲高劑量組能使抑郁大鼠血清中IL-10、IL-13接近正常水平。

綜上所述，本研究結(jié)果表明石菖蒲可以改善抑郁大鼠的行為學(xué)能力，能夠明顯改善抑郁癥狀，石菖蒲的抗抑郁機理可能與降低血清中促炎因子的含量，提高血清中抑炎因子的含量有關(guān)，有望將石菖蒲的抗抑郁作用用于臨床抑郁癥的治療。

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（收稿日期：2021-05-24） （本文編輯：姬思雨）