异毛蕊花苷通过调控小胶质细胞极化和氧化应激减轻LPS诱导的小鼠抑郁样行为

本研究针对神经炎症在抑郁症中的关键作用，探讨了天然产物异毛蕊花苷(ISO)的治疗潜力。研究人员通过体内外实验证实，ISO能有效抑制LPS诱导的小胶质细胞M1型极化，促进M2型转化，并通过调节PI3K/Akt/GSK3β-Nrf2通路减轻氧化应激。研究首次揭示ISO通过激活CREB/BDNF信号通路改善抑郁样行为，为开发新型抗抑郁药物提供了重要理论依据。

　　

抑郁症是一种复杂而严重的精神疾病，全球约有10%的人口受其影响，主要表现为持续情绪低落、快感缺失等心理和生理症状。尽管现有抗抑郁药物种类繁多，但其病理生理机制及药物作用机制仍不完全清楚。近年来研究表明，神经炎症与抑郁症密切相关——抑郁症患者血液和脑脊液中炎症标志物如肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-1β和IL-6水平显著升高，而促炎细胞因子抑制剂能有效缓解抑郁症状，这为抑郁症治疗提供了新思路。

小胶质细胞作为中枢神经系统中的主要免疫细胞，在神经炎症反应中起关键作用。在LPS等刺激下，小胶质细胞可极化为促炎的M1表型，释放大量促炎因子；也可极化为抗炎的M2表型，释放抗炎因子。因此，将M1型微glia极化为M2型可能是缓解神经炎症和治疗抑郁症的有效策略。此外，氧化应激与神经炎症存在协同作用，二者共同参与抑郁症的发病过程。

异毛蕊花苷(Isoacteoside, ISO)是从肉苁蓉中提取的天然苯乙醇苷类代谢物，具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎和神经保护等多种药理活性。然而，ISO对神经炎症和抑郁症的影响尚未深入研究。为此，研究人员在《Behavioral and Brain Functions》发表了这项研究，探讨ISO对神经炎症相关抑郁症的影响及其潜在机制。

本研究主要采用以下关键技术方法：通过LPS腹腔注射建立小鼠抑郁模型，运用旷场实验(OFT)、强迫游泳实验(FST)和悬尾实验(TST)进行行为学评估；采用定量实时聚合酶链反应(qPCR)和蛋白质印迹法检测炎症和极化标志物表达；通过免疫荧光染色观察胶质细胞活化；使用流式细胞术检测细胞内活性氧(ROS)水平；并利用细胞培养模型验证ISO对BV2小胶质细胞极化和SH-SY5Y神经细胞保护作用的影响。

ISO alleviated LPS-induced depressive-like behavior in mice

研究人员通过腹腔注射LPS诱导小鼠抑郁样行为，并通过一系列行为学实验进行评估。结果显示，LPS处理的小鼠体重显著减轻，在旷场实验中的总运动距离和中心区域停留时间减少，不动时间和角落停留时间增加。在悬尾实验和强迫游泳实验中，LPS组小鼠的不动时间显著延长。而ISO处理显著改善了LPS引起的体重下降，增加了运动活性和中心区域探索，减少了不动时间，表明ISO能够挽救LPS诱导的抑郁样行为。

ISO attenuated LPS-induced neuroinflammation and glial cell activation

LPS是已知的神经炎症诱导剂，研究人员进一步探究了ISO对LPS诱导的神经炎症的保护作用。qPCR和蛋白质印迹结果显示，LPS处理显著提高了海马组织中促炎细胞因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)和炎症相关蛋白诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的水平，而ISO处理显著降低了这些炎症因子的产生。同时，LPS处理增加了NF-κB的磷酸化水平，ISO处理减弱了这种效应。

免疫荧光染色显示，LPS处理显著增加了小鼠海马区域(DG、CA1和CA3)小胶质细胞标志物Iba-1和星形胶质细胞标志物GFAP的荧光强度，而ISO预处理抑制了这种表达。形态学分析表明，LPS处理增加了小胶质细胞的胞体面积，ISO预处理显著减弱了这种增加，并抵消了LPS诱导的细胞端点数量减少。这些结果表明，ISO可能通过调节胶质细胞活化发挥抗神经炎症作用。

ISO modulated microglia polarization in mice showing depressive-like behaviors

通过检测M1和M2小胶质细胞标志物，研究人员评估了ISO对小胶质细胞极化的影响。qPCR结果显示，LPS处理的小鼠海马组织中M2极化标志物(YM、CD206和Arg-1)表达下调，M1极化标志物(CD16、CD32和CD86)表达上调。ISO处理降低了LPS诱导的M1极化标志物表达，增加了M2极化标志物表达。

CD86或CD206与Iba-1的共染色结果表明，与NC组和ISO组相比，LPS减少了海马DG亚区M2型小胶质细胞(Iba-1⁺CD206⁺)数量，增加了M1型小胶质细胞(Iba-1⁺CD86⁺)数量。ISO能够逆转这些效应。这些发现表明，ISO能够调节表现出抑郁样行为小鼠中LPS刺激的小胶质细胞极化。

ISO regulated redox signaling in mice showing depressive-like behaviors

研究人员检测了小鼠海马中氧化还原分子(MDA和GSH)的含量和抗氧化蛋白Nrf2的表达。结果显示，LPS处理组海马中MDA显著增加，GSH显著减少，而ISO处理逆转了这些变化。有趣的是，ISO处理显著增强了LPS存在下Nrf2的表达。

异常的PI3K/AKT信号与ROS产生有关。活化的AKT使GSK3β磷酸化，从而抑制其活性，导致氧化应激。为了在体内水平验证这一点，研究人员评估了一系列相关蛋白(p-PI3K、PI3K、p-AKT、AKT、p-GSK3β、GSK3β)的表达。结果显示，LPS处理组PI3K、AKT和GSK3β的磷酸化水平显著高于对照组，而ISO预处理有效降低了这些磷酸化水平。实验结果表明，ISO可能通过PI3K/AKT/GSK3β信号通路发挥抗氧化应激作用。

ISO alleviated LPS-induced inflammation in BV2 cells

为了研究ISO对LPS诱导的炎症的保护作用，研究人员使用了BV2小胶质细胞进行体外实验。CCK-8实验表明，LPS和ISO对BV2细胞均无显著细胞毒性。qPCR和蛋白质印迹分析显示，LPS处理后细胞炎症因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)和炎症相关蛋白(iNOS和p-NF-κB)水平显著增加，而ISO预处理以浓度依赖的方式有效降低了这些标志物的表达水平。

此外，研究人员还评估了ISO对人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞的神经保护作用。细胞活力实验显示，暴露于LPS条件培养基的SH-SY5Y细胞活力显著降低，而ISO预处理有效减轻了这种效应。同时，LPS条件培养基组中促凋亡蛋白cleaved-PARP表达增加，抗凋亡蛋白Bcl-2表达减少，这些变化在ISO预处理组中被逆转。

The effect of ISO on CREB/BDNF exhibiting depressive-like behaviors and LPS-induced BV2 cells

研究人员检测了小鼠海马和BV2细胞中p-CREB、CREB和脑源性神经营养因子(BDNF)蛋白的表达。结果显示，LPS处理组海马组织中p-CREB和BDNF的表达显著降低，而ISO处理使p-CREB和BDNF的表达水平恢复正常。此外，与LPS组相比，ISO以浓度梯度方式增加了BV2细胞中p-CREB和BDNF的表达。这些体内外研究结果表明，ISO可能通过激活CREB/BDNF信号通路缓解小鼠的抑郁样行为。

讨论与结论

本研究证实LPS加速神经炎症，诱导小胶质细胞M1极化，从而导致体内抑郁样状态。而ISO能够通过促进M2小胶质细胞极化和抑制氧化应激，通过CREB/BDNF信号通路减轻LPS诱导的神经炎症和抑郁样行为。

尽管抑郁症的病理生理学尚未完全阐明，但大量研究强调了炎症与抑郁症之间的关联。患有自身免疫和慢性炎症疾病的个体更容易出现抑郁症状。抑郁症患者炎症标志物包括IL-6、TNF-α和C反应蛋白升高，表明抑郁症中存在神经炎症。减轻过度炎症可以缓解抑郁症状，减缓抑郁症及其合并症的进展。这些发现表明，小胶质细胞和星形胶质细胞的表达在神经炎症的发展和抑郁症的发病机制中起重要作用。因此，抑制神经炎症代表了治疗抑郁症的新治疗策略。

氧化应激已成为抑郁症的主要原因，ROS产生增加和氧化应激基因表达与抑郁症的发病机制和进展相关。ROS与多种病理生理过程密切相关，包括炎症、线粒体功能障碍、NMDA受体活性降低和快速放电GABA中间神经元损伤。因此，体内ROS过度激活会导致过度炎症反应，造成组织损伤。大脑中的磷脂易受ROS介导的过氧化影响，大脑中脂质过氧化增加是抑郁症发病机制中的重要事件。

CREB/BDNF信号通路在各种神经元的生物学功能中起关键作用。根据抑郁症的病理生理学原理，该疾病与海马中CREB/BDNF信号通路内环磷酸腺苷反应 malfunctioning有关。本研究已确定小鼠抑郁样行为与神经炎症相关。因此，我们认为神经炎症与BDNF水平之间存在相关性。

本研究存在几个局限性值得承认。首先，只使用了雄性小鼠；因此，ISO对雌性抑郁样表型的影响仍有待探索。其次，腹腔给药可能同时调节外周免疫，使区分ISO在中枢神经系统特异性作用和系统作用在行为实验中复杂化。此外，系统和神经炎症之间的串扰可能部分介导观察到的行为表型。

总之，本研究证明ISO通过促进M2小胶质细胞极化和通过CREB/BDNF信号通路抑制氧化应激，能够减轻LPS诱导的神经炎症和抑郁样行为。这些发现表明，ISO可能是治疗抑郁症的潜在治疗候选物。