四逆散通过多组学与BDNF/TrkB/PI3K/AKT通路改善抑郁模型大鼠炎症反应的机制研究

《Frontiers in Psychiatry》：Investigating the mechanisms of Sini San in alleviating inflammatory responses via multi-omics and the BDNF/TrkB/PI3K/AKT signaling pathway in depressive model rats

本研究通过整合网络药理学、分子对接及动物实验，系统阐释了经典方剂四逆散通过调节肠道菌群-炎症-脑轴，抑制NLRP3炎症小体活化，并激活BDNF/TrkB/PI3K/AKT信号通路，从而改善CUMS诱导的大鼠抑郁样行为的作用机制。文章创新性地将肠道微生态、神经炎症与神经可塑性信号通路相联系，为中药复方治疗抑郁症提供了多维度证据。

　　

背景

抑郁症作为一种全球性高发精神疾病，其发病机制涉及神经递质失衡、下丘脑-垂体-肾上腺轴功能紊乱、神经炎症及肠道菌群失调等多重因素。四逆散源自《伤寒论》，由柴胡、白芍、枳实和甘草组成，临床常用于改善焦虑抑郁症状。近年研究发现炎症反应不仅伴随抑郁症发生，更通过神经免疫机制主动参与其病理进程，尤其NLRP3炎症小体作为关键炎症标志物备受关注。肠道菌群与中枢神经系统的双向通讯——"肠-脑轴"理论，为阐释抑郁症发病机制提供了新视角。

研究方法

本研究首先采用网络药理学方法，通过TCMSP数据库筛选四逆散活性成分（口服生物利用度≥30%，类药性≥0.18），从GeneCards、OMIM和DisGeNET数据库获取抑郁症相关靶点，利用Venny工具取交集获得331个潜在作用靶点。通过Cytoscape构建"中药-活性成分-靶点"网络，识别槲皮素、柚皮素等核心成分。STRING数据库构建蛋白质相互作用网络，结合CentiScaPe插件拓扑分析确定72个核心靶点。GO和KEGG富集分析显示PI3K-AKT信号通路显著富集。分子 docking验证核心成分与AKT1、SRC等靶点结合能均≤-5 kcal/mol，其中柚皮素与AKT1结合能达-6.97 kcal/mol。

动物实验采用50只SPF级SD雄性大鼠，通过42天慢性不可预知温和应激建立抑郁模型，随机分为正常对照组、模型组、四逆散低高剂量组和艾司西酞普兰阳性对照组。行为学测试包括糖水偏好实验评估快感缺失，强迫游泳实验检测行为绝望，旷场实验反映自主活动与探索行为，新奇抑制摄食实验测量焦虑样行为，Morris水迷宫评估空间学习记忆。采用HE染色和尼氏染色观察海马神经元形态，ELISA法检测血清、海马和结肠组织中IL-18、IL-1β、TNF-α水平，Western blot检测NLRP3炎症小体通路蛋白及BDNF/TrkB/PI3K/AKT通路蛋白表达，RT-qPCR分析紧密连接蛋白mRNA转录水平，16S rRNA测序分析肠道菌群组成。

结果

网络药理学显示四逆散主要通过PI3K-AKT通路发挥抗抑郁作用。行为学实验表明CUMS大鼠出现体重下降、糖偏好率降低、强迫游泳不动时间延长、旷场活动距离减少等抑郁样行为，四逆散干预后显著改善。组织学检测发现模型组海马神经元排列紊乱、尼氏体减少，四逆散治疗组神经元形态改善。ELISA和Western blot结果显示CUMS激活NLRP3炎症小体通路，促进ASC、caspase-1活化，增加IL-18、IL-1β、TNF-α等炎性因子释放，四逆散能剂量依赖性抑制该通路激活。同时，四逆散上调海马组织p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT、p-GSK3β/GSK3β比值，促进BDNF、TrkB表达及CREB磷酸化。

肠道菌群分析显示四逆散显著改善α多样性（Chao指数和Shannon指数升高，Simpson指数降低），逆转CUMS引起的菌群结构紊乱。在门水平上调节 Ligilactobacillus、UBA3238等菌群丰度；在科水平增加Treponemataceae、Bacteroidaceae等有益菌，降低Peptostreptococcaceae；属水平上调 Ligilactobacillus、CAG-95等菌属，下调Romboutsia-B。结肠组织RT-qPCR显示四逆散增强ZO-1、occludin-1、claudin-1等紧密连接蛋白mRNA表达，修复肠道屏障功能。

讨论

本研究揭示四逆散抗抑郁作用的多靶点机制：一方面通过调节肠道菌群平衡，抑制NLRP3炎症小体活化，减少炎性因子跨血脑屏障渗透，减轻神经炎症；另一方面激活BDNF/TrkB/PI3K/AKT通路，促进神经元存活与突触可塑性。值得注意的是，PI3K/AKT通路与NLRP3炎症小体存在双向调控：炎症因子可抑制TrkB受体表达，而PI3K/AKT激活又能通过SIRT6等分子抑制NLRP3转录。肠道菌群代谢产物短链脂肪酸可能作为关键媒介，通过"肠-脑轴"影响BDNF表达。研究局限性在于未开展基因敲除等逆向验证实验，未来需通过细胞模型和菌群移植进一步验证因果关联。

结论

四逆散通过多靶点协同作用缓解抑郁症：平衡肠道菌群，抑制NLRP3炎症小体介导的神经炎症，激活BDNF/TrkB/PI3K/AKT/CREB信号轴，改善突触可塑性。该研究为中药复方调控"肠-脑轴"治疗抑郁症提供了实验依据，槲皮素等核心成分及PI3K/AKT通路可作为抗抑郁药物研发新靶点。