黃連素對Aβ誘導的大鼠抑郁行為的緩解作用及其相關機制

牛玉虎，郭國英，弓 韜，張 棟，王惠珍

(山西醫科大學生物化學與分子生物學實驗室，太原 030001；*通訊作者，E-mail：niuyuhu_8905@163.com)

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黃連素對Aβ誘導的大鼠抑郁行為的緩解作用及其相關機制

牛玉虎*，郭國英，弓 韜，張 棟，王惠珍

(山西醫科大學生物化學與分子生物學實驗室，太原 030001；*通訊作者，E-mail：niuyuhu_8905@163.com)

目的 探討黃連素側腦室注射對β淀粉樣蛋白引起大鼠的抑郁焦慮行為的緩解作用及其可能機制。 方法 60只大鼠隨機分為對照組、Aβ組、低劑量黃連素治療組、高劑量黃連素治療組和氟西汀陽性對照組，每組12只，行為學試驗檢測各組大鼠抑郁焦慮行為，ELISA測定血漿皮質醇和促腎上腺皮質素含量。體外培養的原代星形膠質細胞分為對照組、Aβ組、低劑量黃連素組、高劑量黃連素組和氟西汀陽性對照組，檢測各組細胞上清液腦源性神經營養因子，神經生長因子及膠質源性神經營養因子的含量。 結果 懸尾實驗與強制游泳實驗顯示，Aβ組比對照組大鼠的活動時間顯著減少(P<0.001)，高劑量黃連素治療組比Aβ組活動時間顯著延長(P<0.05)，低劑量組與Aβ組差異并無統計學意義。應激狀況下Aβ組血漿皮質醇與促腎上腺皮質激素相較于對照組明顯升高(P<0.01)，而正常情況下兩種激素在各組差異無統計學意義。與Aβ組相比，黃連素治療組兩種激素水平下降(P<0.01)。細胞上清液檢測顯示，與對照組相比，Aβ組的腦源性神經營養因子、神經生長因子及膠質源性神經營養因子的分泌水平明顯減低(P<0.001)，與Aβ組相比，高劑量黃連素治療組中三種神經營養因子分泌水平均顯著增加(P<0.05)。 結論 黃連素能夠顯著緩解β淀粉樣蛋白引起的抑郁焦慮情緒，這種緩解作用可能與其對應激性激素的調節以及對膠質細胞神經營養因子分泌的促進作用有關。

黃連素； β淀粉樣蛋白； 抑郁焦慮行為； 腦源性神經營養因子； 神經生長因子； 膠質源性神經營養因子； 阿爾茲海默病

阿爾茲海默病(Alzheimer’s disease,AD)，又稱老年性癡呆，是一種嚴重影響認知以及其他神經精神功能的神經退行性疾病。2010年，中國AD確診病例接近570萬人次[1]。隨著老齡化的發展，AD患病人數繼續逐年攀升，嚴重增加社會經濟負擔。AD患者主要表現為一系列與年齡相關的認知功能障礙，例如空間學習能力以及認知功能逐漸缺失等[2]。腦內具有特異性淀粉樣蛋白聚集形成的老年斑是AD的重要病理特征[3]。而淀粉樣斑塊的形成與β淀粉樣蛋白(amyloid-beta,Aβ)的過度產生和異常聚集有直接的關系。在體外培養的PC12細胞，以及原代海馬神經元的研究中早已證明Aβ能夠導致嚴重的神經毒性作用[4]。這些神經毒性作用包括神經元電活性降低，神經組織炎癥反應與氧化應激，并且可最終導致神經元的大量死亡形成腦萎縮[5-7]。而Aβ引起的神經功能失調，不僅能夠引起動物認知功能的下降，也會嚴重影響大腦的情緒調節能力。據報道，Aβ可引起動物抑郁情緒且可能是調節情緒行為的重要靶點[8]。與此同時，抑郁癥常規治療藥物氟西汀也表現出了對Aβ引起的神經毒性的保護作用[9]。研究發現，AD伴隨的多種腦損傷，如海馬萎縮、突觸可塑性降低，、神經遞質水平以及突觸傳遞效能的減弱同時也是導致抑郁焦慮情緒的重要因素[10]。典型的AD動物模型除認知功能障礙外，同樣會表現出抑郁焦慮等多種神經功能損傷的癥狀[11]。大量的臨床以及流行病學調查顯示，抑郁癥是AD的一大重要危險因素，并且AD發病過程中往往伴有抑郁焦慮情緒的出現。有研究顯示針對抑郁情緒的治療可以改善AD病人的生活質量[12-13]。所以，在尋求與發展新的AD治療藥物與治療靶點時，動物的情緒調控能力是否改善應該作為檢驗藥物有效性的一個重要指標。

從天然用藥成分中提取化學單體并開發新藥是目前藥理學研究的重要策略之一。黃連素，又稱作小柴堿，是一種廣泛存在于各類中草藥如黃連中的芐基異喹啉類生物堿。黃連素可以抑制人神經膠質細胞瘤H4細胞系中Aβ過度產生[14]。黃連素作為一種具有神經保護功能的化學單體對Aβ引起的神經毒性以及學習記憶損傷的阻止作用已經在大量的報道中得以證實。在神經退行性病變的疾病治療中的潛力也已有報道[15]。但是，黃連素在AD治療方面的有效性需要進一步在動物的情緒調控行為上繼續證實。除了對Aβ引起的神經毒性具有拮抗效應，AD癥狀條件下促進神經再生以及提高神經營養支持效應對神經功能的恢復同樣至關重要。所以，本研究重點探索了黃連素對Aβ側腦室注射引起的抑郁以及焦慮樣行為的改善作用，并從神經內分泌學的角度探究了黃連素對應激性相關激素分泌的影響，同時利用原代體外培養的星形膠質細胞檢測黃連素對促進神經生長的重要神經營養因子的表達是否具有恢復效應。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

清潔級雄性SD (Sprague Dawley)大鼠60只，體質量體質量220-240 g，購自軍事醫學科學院實驗動物中心。動物常規分籠飼養、自然晝夜節律、自由飲水進食，室溫20-23 ℃，相對濕度40%-60%。

1.2 主要試劑與儀器

Aβ1-40(Sigma公司)；ELISA試劑盒(美國Enzo life science)；氟西汀(Sigma公司，美國)；立體定位儀、顱骨鉆(瑞沃德生命科技有限公司，中國)；OFT箱(瑞沃德生命科技有限公司，中國)；高架十字迷宮(EPM迷宮)(瑞沃德生命科技有限公司，中國)；酶標儀(Bio-rad 680，美國)。

1.3 動物分組

60只雄性大鼠隨機分為5組(每組12只)，分別為對照組、Aβ組、黃連素低劑量組(5 mg/kg)、高劑量組(20 mg/kg)、以及氟西汀陽性對照組。

1.4 AD模型建立與藥物治療

AD模型建立參照文獻[16]方法進行。采用Aβ1-40(4 nmol/L，溶于生理鹽水)側腦室注射作為建立AD模型。大鼠經水合氯醛腹腔注射麻醉(0.3 g/kg)，并將頭部固定于立體定位儀上，通過顱骨鉆鉆孔，用微量注射器注射Aβ1-40溶液(4 μl)，對照組注射相同體積的生理鹽水。側腦室定位為前囟點后0.8 mm，左側旁開1.5 mm，深度3.6 mm。緩緩注入Aβ1-40溶液(15 min)并留針5 min，用骨蠟封口，封皮，將大鼠至于紅外燈下保持體溫并等待其蘇醒。黃連素與氟西汀溶液溶于生理鹽水中(10 mg/ml)，大鼠手術后第3天開始連續灌胃1周[黃連素劑量5 mg/(kg·d)，20 mg/(kg·d)；氟西汀劑量：20 mg/(kg·d)]，期間監測大鼠的體質量。

1.5 行為學實驗

主要包括以下內容：強迫游泳實驗和懸尾試驗用于測定大鼠抑郁行為；曠場實驗和高架十字迷宮實驗則用于檢測大鼠焦慮樣癥狀。

強迫游泳實驗：將大鼠置于水深30 cm、直徑25 cm、高45 cm 的玻璃缸中，水溫23-25 ℃，并保證大鼠后肢不能觸及缸底，前肢不能附于缸壁頂部。實驗時水缸周圍圍用黑色紙箱遮擋。實驗觀察6 min，記錄后4 min內大鼠累計靜止時間(大鼠停止掙扎或呈漂浮狀態，四肢有輕微動作以保持頭部在水面)，期間攝像供實驗后分析。游泳結束后用吹風機將大鼠吹干。嚴格控制水溫，且每只大鼠實驗前更換實驗用水。

懸尾實驗：強迫游泳實驗結束后次日，將大鼠尾巴距尾尖部約1 cm處用膠布貼于懸尾箱(30 cm × 30 cm × 20 cm)支架上，使大鼠成倒掛狀態，其頭部離箱底約5 cm，一次懸掛1只大鼠。懸掛時間為6 min，統計大鼠整個過程內懸尾累積不動時間(不動狀態即大鼠停止掙扎不動或無任何活動)，實驗期間攝像共實驗后分析。

高架十字迷宮，宮體是由兩個開放臂(長50 cm，寬10 cm，高40 cm)以及兩個閉合臂(長50 cm，寬10 cm，高40 cm)呈十字狀組成。開放臂與閉合臂各呈直線排列。EPM試驗中，將大鼠輕輕放置于宮體中央，保證其鼻端朝向開放臂，并允許大鼠在宮體內自由活動5 min。整個試驗過程有紅外攝像頭記錄，采集信號后對其運動軌跡利用軟件(Ethovision 3.0,Noldus Information Technology,荷蘭)進行分析處理。通過記錄大鼠進入開放臂以及閉合臂的次數和大鼠在開放臂以及閉合臂分別停留的時間來評價其焦慮情緒。

運動模型建成后次日，不同組別大鼠進行曠場實驗(open field test,OFT)。OFT箱大小為(100 cm×100 cm×40 cm)的無蓋方箱，箱體內壁均為黑色。箱體底部被分為面積相等的25個正方型格子(20 m×20 m)，從左上角至右下角依次編號1-25，其中編號為7，8，9，12，13，14，17，18，19的方格范圍為中央區域，其余為外周區域。實驗時輕抓大鼠尾部放入正中區即13號方格中后，采用紅外攝像監測5 min內大鼠在OFT箱的活動軌跡，每只大鼠記錄完畢，清理曠場箱內的排泄物，并用75%的酒精清洗箱體內部，晾干后再進行下只大鼠的測試。攝像采集信號由行為學分析軟件(Ethovision 3.0,Noldus Information Technology,Netherlands)進行處理。以大鼠在OFT箱的總活動距離、總穿越格數、中央區域活動時間以及中央區域活動距離，作為評價大鼠焦慮情緒的指標。

1.6 大鼠外周血應激激素測定

完成行為學檢測后的大鼠，尾靜脈收集靜脈血，并在取血后用大鼠束縛器(帶有呼吸孔的塑料圓筒)束縛大鼠30 min，造成短期應激反應，并立即從尾靜脈收集靜脈血，每次取血0.3-0.5 ml。所有收集血液3 000×g離心15 min收取血漿。ELISA試劑盒檢測血漿中皮質醇以及促腎上腺皮質激素：將樣品加入含有不同一抗(anti-CORT以及anti-ACTH)的96孔板中并室溫孵育2 h。孵育后洗凈96孔板，并加入帶有生物素的二抗(anti-rat-CORT antibody,anti-rat-ACTH antibody)37 ℃孵育90 min。加入1 mol/L的硫酸終止反應，并立即在酶標儀下測定450 nm波長的吸光度。每個樣本分別用3個復孔測定。

1.7 原代星形膠質細胞培養

體外培養的原代星形膠質細胞分為對照組、Aβ組、低劑量黃連素組、高劑量黃連素組和氟西汀陽性對照組。4周齡未經處理的雄性大鼠通過水合氯醛麻醉處死并取腦并分離皮層組織。將分離的皮層剪碎后浸入無Ca2+和Mg2+的Hank’s溶液中。胰酶消化20 min，將皮層組織搗碎并用培養液清洗3次。培養液為DMEM加10%FBS，100 U/ml的青霉素以及100 μg/ml的鏈霉素。懸液1 200×g離心3 min，將細胞種在24孔板內，密度2.0×105，培養在條件為37 ℃，5% CO2，并于種板后48 h 更換培養基。培養基更換頻率為每周2次。藥物(包括Aβ 1-40及不同濃度黃連素)溶于含有10%FBS的DMEM，同時含有100 U/ml的青霉素以及100 μg/ml的鏈霉素。Aβ 1-40(25 μmol/L)處理24 h后，治療組用不同濃度的黃連素處理(10-6,10-5mol/L)，同時陽性對照組用氟西汀溶液處理(10-5mol/L )。對照組加入不含有任何藥物的DMEM(10%FBS)。

1.8 神經營養因子檢測

ELISA試劑盒檢測細胞培養液中腦源性神經營養因子，神經生長因子及膠質源性神經營養因子。將樣品加入含有不同一抗(anti-BDNF，anti-NGF以及anti-GDNF)的96孔板中并室溫孵育2 h。移除樣品后與帶有生物素的二抗(anti-rat-BDNF antibody,anti-rat-NGF antibody,anti-rat-GDNF antibody)37 ℃孵育90 min。之后，加入1 mol/L的硫酸終止反應，并立即在酶標儀測定450 nm波長的吸光度。每個樣本分別用3個復孔測定。

1.9 統計學分析

2 結果

2.1 黃連素對Aβ引起的動物焦慮抑郁行為的影響

強制游泳和懸尾試驗測定結果顯示，與對照組相比,Aβ組的運動時間顯著縮短(P<0.001，見圖1A、B)；與Aβ組相比，低劑量的黃連素組運動時間并沒有顯著變化，而高劑量黃連素組運動時間則顯著延長(P<0.05，見圖1A、B)，同時，氟西汀陽性對照組運動時間也顯著延長(P<0.05，見圖1A、B)。說明與Aβ組相比黃連素處理組緩解了Aβ誘導的抑郁樣行為學變化。曠場實驗和高架十字迷宮實驗結果顯示Aβ同樣導致了大鼠的焦慮樣行為，具體表現在曠場實驗的中心區域活動時間的縮短(P<0.001，見圖1C)，以及高架十字迷宮中開放臂中活動時間的縮短(P<0.001，見圖1D)。高劑量黃連素緩解了Aβ導致的動物焦慮行為的變化，具體表現在大鼠在高架十字迷宮開放臂中活動時間的增加(圖1D，P<0.05)。氟西汀陽性對照組與Aβ組相比開放臂活動時間顯著增加(P<0.05，見圖1D)。

1.對照組；2.Aβ組；3.黃連素5 mg/kg組；4.黃連素20 mg/kg組；5.氟西汀組與對照組比,***P<0.001；與Aβ組比，#P<0.05，##P<0.01，###P<0.001 圖1 不同處理引起的動物行為學變化Figure 1 Changes of animal behavior after different treatment

2.2 黃連素對大鼠體內應激激素的分泌影響

為了解黃連素能否引起大鼠應激性激素升高的緩解作用，用ELISA法對不同條件下兩種應激性激素血漿中皮質醇以及促腎上腺皮質激素的含量進行了測定。在各組處理中，30 min的行動束縛引起了兩種激素血液含量的顯著升高(F1,50=964.0,P<0.001，見圖2A;F1,50=441.3,P<0.001，圖2B)。在正常情況下，兩種激素水平在各組內差異均無統計學意義(見圖2)。行動束縛后，Aβ組血漿中皮質醇以及促腎上腺皮質激素的血液含量顯著上升(P<0.01，見圖2)。低劑量以及高劑量黃連素組血漿中皮質醇以及促腎上腺皮質激素的上升均緩解(P<0.01，見圖2)，并且氟西汀也產生了相同效應(P<0.01，見圖2)。

2.3 黃連素對膠質細胞神經營養因子分泌的影響

檢測原代星型膠質細胞上清液結果顯示，與對照組相比，Aβ組腦源性神經營養因子、神經生長因子及膠質源性神經營養因子含量顯著下降(P<0.001，見圖3)。而高濃度的黃連素處理則顯著抑制了神經營養因子含量的降低(P<0.05，見圖3)。同時，氟西汀組與黃連素處理組具有相同效應，膠質細胞神經營養因子的分泌水平也升高(P<0.01，見圖3)。

A.黃連素抑制了壓力狀態下皮質醇的過度分泌 B.黃連素抑制了壓力狀態下ACTH在血液的過量表達與對照組相比,**P<0.01; 與Aβ組相比,##P<0.01圖2 不同情況下與應激狀態下各組皮質醇與促腎上腺皮質激素含量變化Figure 2 Changes of cortisol level and ACTH level after different treatment under normal or stress conditions

A.腦源性神經營養因子 B.神經生長因子 C.膠質源性神經營養因子1.對照組；2.Aβ組；3.10-6 mol/L黃連素組；4.10-5 mol/L黃連素組；5.氟西汀組與對照組相比,***P<0.001;與Aβ組相比,#P<0.05，##P<0.01 圖3 黃連素對膠質細胞分泌神經營養因子分泌的作用Figure 3 Effect of berberine on the production of neurotrophins from the glia cells

3 討論

作為一種神經退行性疾病，AD病人伴隨著大量的神經元死亡，神經連接的丟失，神經內分泌以及神經營養因子的失調，同時可以導致除了認知功能障礙的更多行為學表現。而其中，AD引發的抑郁樣癥狀便是一種伴隨著認知功能同時產生的行為學障礙，并且這種相關的情緒失調也能夠為患者及其家人帶來相當顯著的精神和物質壓力，并導致治療效果的下降。所以，在尋求治療AD的特效藥物時，針對其抑郁焦慮樣行為表現的特殊藥物的開發也十分重要。同時，是否能夠產生情緒調控作用也應該作為評價AD治療藥物的一個重要指標。傳統中醫作為一種特殊的治療方式，一直尋求從天然藥物配伍出發，通過調節機體功能達到治療目的。中藥配方中“君-臣-佐-使”的掌握也是對疾病治療的根本[17]。而從傳統中藥出發，從中藥方劑常用的天然植物中尋找生物活性成分已經成為現代藥物開發不可或缺的部分。黃連素的神經保護作用已經被廣泛證實。在中風等嚴重影響神經系統的疾病模型中，黃連素均顯示了顯著的神經保護作用，其重點表現在阻止神經細胞的死亡以及對炎癥反應的緩解等[18,19]。黃連素通過對β-分泌酶的作用從而抑制AD的發展已有相關報道[20]。然而，黃連素能否緩解AD導致的抑郁與焦慮作用的相關證據仍然欠缺。本研究從行為學角度首先證實了急性Aβ處理能夠引起動物抑郁焦慮行為的變化，而這種變化同時能夠被黃連素以及典型的抗抑郁西藥氟西汀所緩解。這證明黃連素對動物的情緒有調節作用。進一步的神經內分泌學研究發現，黃連素緩解了在壓力狀態下Aβ引起的應激性激素的上升。應激性激素皮質醇和促腎上腺皮質激素作為一種在壓力狀態下產生的激素，正常情況下能夠幫助動物緩解適應的復雜性。然而，在抑郁癥情況下，這些激素會長期在體內保留較高水平并且在相對輕度的壓力環境下加速釋放，通過影響下丘腦-垂體-腎上腺軸形成負反饋，進一步導致下丘腦-垂體-腎上腺軸的持續亢進。這也是抑郁癥的重要神經內分泌學機制之一[21]。持續性亢進的下丘腦-垂體-腎上腺軸會導致海馬的一系列變化，并導致神經功能的進一步失調。本實驗結果顯示Aβ同樣能夠導致皮質醇和促腎上腺皮質激素的分泌增多，所以這有可能是AD中抑郁焦慮樣行為表現的重要原因之一。

Aβ作為AD中最重要的生物標志之一，近年成為研究的熱點。Aβ能夠導致動物學習記憶的減退，導致細胞毒性并引起神經元的丟失，突觸可塑性的降低等病理變化，在AD發展過程中扮演了重要角色[22-24]。所以，以Aβ作為靶點清除其毒性作用成為了AD治療的一個關鍵思路。然而，僅僅對毒性蛋白這一單一因素進行針對治療顯然不夠，藥物治療對AD這類多靶點神經退行性疾病還需要能夠同時恢復神經元的正常作用。而神經營養因子對于神經元正常功能的發揮，如維持神經元的完整性，突觸可塑性的幫助以及對神經新生的幫助等均具有不可替代的意義[25，26]。本研究指出，Aβ干預后膠質細胞神經營養因子的分泌減少，這可能是AD導致細胞損傷以及行為學異常的原因之一。而本實驗結果提示，黃連素處理和氟西汀效果相同，均緩解了Aβ引起的神經營養因子的降低。所以，黃連素具有對神經營養因子的分泌和產生具有促進作用。

本實驗重點研究了黃連素對Aβ引起的抑郁焦慮情緒的治療作用以及其神經內分泌學和神經生物學機制。陽性對照氟西汀雖然具有相同的保護作用，但是這類藥物的副作用與高復發概率等均驅使科學家進一步尋求更新的治療藥物。本研究通過研究AD中伴隨的抑郁焦慮情緒，探究了黃連素的神經保護作用，為中醫藥天然植物提取成分對神經退行性疾病治療的開發和發展提供了指導意見，同時也為黃連素對AD引起的情緒失調的緩解作用提供了依據。

[1] Chan KY,Wang W,Wu JJ,etal.Epidemiology of Alzheimer's disease and other forms of dementia in China,1990-2010:a systematic review and analysis[J].Lancet,2013,381(9882):2016-2023.

[2] Jonsson T,Atwal JK,Steinberg S,etal.A mutation in APP protects against Alzheimer's disease and age-related cognitive decline[J].Nature,2012,488(7409):96-99.

[3] Lovell MA,Robertson JD,Teesdale WJ,etal.Copper,iron and zinc in Alzheimer’s disease senile plaques[J].J Neurol Sci,1998,158(1):47-52.

[4] Yankner BA,Dawes LR,Fisher S,etal.Neurotoxicity of a fragment of the amyloid precursor associated with Alzheimer’s disease[J].Science,1989,245(4916):417-420.

[5] Varghese K,Molnar P,Das M,etal.A new target for amyloid beta toxicity validated by standard and high-throughput electrophysiology[J].PLoS One,2010,5(1):e8643.

[6] Yan Q,Zhang J,Liu H,etal.Anti-inflammatory drug therapy alters beta-amyloid processing and deposition in an animal model of Alzheimer’s disease[J].J Neurosci,2003,23(20):7504-7509.

[7] Ferreiro E,Oliveira CR,Pereira CM.The release of calcium from the endoplasmic reticulum induced by amyloid-beta and prion peptides activates the mitochondrial apoptotic pathway[J].Neurobiol Dis,2008,30(3):331-342.

[8] Pomara N,Sidtis JJ.Brain neurotoxic amyloid-beta peptides:their potential role in the pathophysiology of depression and as molecular therapeutic targets[J].Br J Pharmacol,2010,161(4):768-770.

[9] Keowkase R,Aboukhatwa M,Luo Y.Fluoxetine protects against amyloid-beta toxicity,in part via daf-16 mediated cell signaling pathway,in Caenorhabditis elegans[J].Neuropharmacology,2010,59(4-5):358-365.

[10] Popoli M,Gennarelli M,Racagni G.Modulation of synaptic plasticity by stress and antidepressants[J].Bipolar disord,2002,4(3):166-182.

[11] Pugh PL,Richardson JC,Bate ST,etal.Non-cognitive behaviours in an APP/PS1 transgenic model of Alzheimer's disease[J].Behav Brain Res,2007,178(1):18-28.

[12] Wragg RE,Jeste DV.Overview of depression and psychosis in Alzheimer’s disease[J].Am JPsychiatry,1989,146(5):577-587.

[13] Clyburn LD,Stones MJ,Hadjistavropoulos T,etal.Predicting caregiver burden and depression in Alzheimer's disease[J].J Gerontol B Psychol Sci Soc Sci,2000,55(1):S2-S13.

[14] Asai M,Iwata N,Yoshikawa A,etal.Berberine alters the processing of Alzheimer’s amyloid precursor protein to decrease Abeta secretion[J].Biochem Biophys Res Commun,2007,352(2):498-502.

[15] Ahmed T ,Gilani AU ,Abdollahi M ,etal.Berberine and neurodegeneration:A review of literature[J].Pharmacol Rep，2015，67(5):970-979.

[16] Wang XH,Yang W,Holscher C,etal.Val(8)-GLP-1 remodels synaptic activity and intracellular calcium homeostasis impaired by amyloid beta peptide in rats[J].J Neurosci Res,2013,91(4):568-577.

[17] Shi J,Tong Y,Shen JG,etal.Effectiveness and safety of herbal medicines in the treatment of irritable bowel syndrome:a systematic review[J].World J Gastroenterol,2008,14(3):454-462.

[18] Cui HS,Matsumoto K,Murakami Y,etal.Berberine exerts neuroprotective actions against in vitro ischemia-induced neuronal cell damage in organotypic hippocampal slice cultures:involvement of B-cell lymphoma 2 phosphorylation suppression[J].Biol Pharm Bull,2009,32(1):79-85.

[19] Zhang X,Zhang X,Wang C,etal.Neuroprotection of early and short-time applying berberine in the acute phase of cerebral ischemia:up-regulated pAkt,pGSK and pCREB,down-regulated NF-kappaB expression,ameliorated BBB permeability[J].Brain Res,2012,1459:61-70.

[20] Panahi N,Mahmoudian M,Mortazavi P,etal.Effects of berberine on beta-secretase activity in a rabbit model of Alzheimer’s di-sease[J].Arch Med Sci,2013,9(1):146-150.

[21] Pariante CM and Lightman SL.The HPA axis in major depression:classical theories and new developments[J].Trends Neurosci,2008,31(9):464-468.

[22] Roch JM,Masliah E,Roch-Levecq AC,etal.Increase of synaptic density and memory retention by a peptide representing the trophic domain of the amyloid beta/A4 protein precursor[J].Proc Natl Acad Sci U S A,1994,91(16):7450-7454.

[23] Mark RJ,Hensley K,Butterfield DA,etal.Amyloid beta-peptide impairs ion-motive ATPase activities:evidence for a role in loss of neuronal Ca2+homeostasis and cell death[J].J Neurosci,1995,15(9):6239-6249.

[24] Selkoe DJ.Soluble oligomers of the amyloid beta-protein impair synaptic plasticity and behavior[J].Behav Brain Res,2008,192(1):106-113.

[25] Lo DC.Neurotrophic factors and synaptic plasticity[J].Neuron,1995,15(5):979-981.

[26] Schmidt HD，Duman RS.The role of neurotrophic factors in adult hippocampal neurogenesis,antidepressant treatments and animal models of depressive-like behavior[J].Behav Pharmacol,2007,18(5-6):391-418.

Effects of berberine on Aβ-induced depression and its possible mechanism

NIU Yuhu*,GUO Guoying,GONG Tao,ZHANG Dong,WANG Huizhen

(DepartmentofBiochemistryandMolecularBiology,ShanxiMedicalUniversity,Taiyuan030001,China；*Correspondingauthor，E-mail：niuyuhu_8905@163.com)

ObjectiveTo investigate the antidepressant and anti-anxiety effects of berberine in Aβ-induced depression rats and its possible mechanism.MethodsSixty rats were randomized into five groups (n=12 in each group):control group,Aβ group,low dose berberine group,high dose berberine group,and fluoxetine group.Behavioral tests were performed to determine the depressive and anxiety behaviors of rats in each group.Plasma levels of corticosterone and adrenocorticotropic hormone were detected by ELISA.Astrocytes were divided into five groups:control group,Aβ group,low dose berberine group,high dose berberine group and fluoxetine group.The concentrations of brain-derived neurotrophic factor(BDNF),nerve growth factor(NGF) and glia-derived neurotrophic factor(GDNF) in cell culture fluids were analyzed by ELISA.Results①The tail suspension and forced swim tests indicated that the mobility time significantly decreased in Aβ group compared with control group (P<0.001).While the mobility time was significantly prolonged in high dose berberine group compared with Aβ group(P<0.05).②ELISA assay for detecting the stress hormone in plasma showed that compared with control group,the production of cortisol and ACTH increased under the stress condition in Aβ group(P<0.001),but no significant difference was found among different groups under the normal condition.Additionally,compared with Aβ group,the secretion of two stress hormones decreased under the stress condition in berberine groups(P<0.01).③Compared with control group,the production of BDNF,NGF and GDNF decreased in Aβ group(P<0.001).Compared with Aβ group,the secretion of BDNF,NGF and GDNF significantly increased in high dose berberine group(P<0.05).ConclusionBerberine can alleviate the depressive and anxiety symptoms induced by Aβ.The improved regulation on stress hormone and promotion effects on production of neurotrophins might be the neurobiological mechanisms underlying these therapeutic effects.

berberine; amyloid-β; depressive-/anxiety-like behaviors; brain-derived neurotrophic factor; nerve growth factor; glia-derived neurotrophic factor; Alzheimer’s disease

牛玉虎，男，1985-05生，碩士，助理實驗師，E-mail：niuyuhu_8905@163.com

2017-03-06

R749.1

A

1007-6611(2017)06-0519-07

10.13753/j.issn.1007-6611.2017.06.002