星神解郁汤通过调节PI3K/Akt通路介导的proBDNF/BDNF信号通路,改善脑卒中后的抑郁症状

《Journal of Ethnopharmacology》:Xingshen Jieyu Decoction ameliorates post-stroke depression by modulating proBDNF/BDNF signaling via PI3K/Akt pathway

【字体: 时间:2025年11月13日 来源:Journal of Ethnopharmacology 5.4

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  中药复方Xingshen Jieyu Decoction(XSJY)通过激活PI3K/Akt通路及调节proBDNF/BDNF平衡改善脑卒中后抑郁(PSD)大鼠模型的行为学表现和海马体细胞凋亡,部分机制不依赖PI3K/Akt通路。


后脑卒中抑郁(Post-Stroke Depression, PSD)是脑卒中后常见的神经精神并发症,其病理机制涉及神经炎症、神经重塑异常及神经递质失衡等多重因素。近年来,基于传统中医药理论的复方制剂逐渐成为研究热点,其中由香附、石菖蒲、苍耳子等十味药材组成的“香舒解郁饮”(Xingshen Jieyu Decoction, XSJY)在改善PSD症状方面展现出独特优势。一项最新研究通过整合脑缺血再灌注损伤与慢性应激模型,系统揭示了XSJY调节PI3K/Akt信号通路及BDNF平衡的分子机制,为传统中药治疗神经精神疾病提供了科学依据。

### 研究背景与意义
脑卒中后抑郁(PSD)的发病率高达55%,且传统抗抑郁药物存在起效慢、副作用大等问题。研究表明,PSD的发生与海马区神经元凋亡、BDNF/ProBDNF信号失衡及PI3K/Akt通路抑制密切相关。例如,BDNF作为神经营养因子,其与ProBDNF的平衡状态直接影响神经元存活与突触可塑性。而PI3K/Akt通路在抑制凋亡、促进神经元再生中起关键作用。传统中药复方因多靶点协同作用的特点,可能为PSD提供更优解决方案。XSJY作为临床应用数年的中药制剂,其成分复杂且作用机制尚未完全阐明,因此有必要通过动物模型深入探究其分子机制。

### 实验设计与模型构建
研究采用雄性SD大鼠建立PSD模型,通过改良的Middle Cerebral Artery Occlusion(MCAO)联合慢性不确定轻度应激(CUMS)双因素模型模拟临床PSD病理特征。MCAO手术成功后再进行为期28天的CUMS刺激,可同时复制脑缺血损伤与慢性应激导致的认知功能下降、行为抑郁及海马区神经元凋亡等核心特征。实验共分为9组,包括正常组、假手术组、模型组及XSJY不同剂量组、西替利嗪组(阳性对照)和LY294002联合治疗组。剂量设计参考人体等效剂量换算标准,低剂量(18.72g/kg/d)和高剂量(37.44g/kg/d)均能显著改善抑郁样行为。

### 关键发现与机制解析
1. **化学成分鉴定与药效相关性**
通过高效液相色谱-电雾质谱联用技术(HPLC/ESI-MS)鉴定出XSJY中含有40种活性成分,包括石菖蒲中的黄酮类化合物(如calycosin-7-O-β-D-glucoside)、黄芪中的皂苷类成分(如astragaloside II)等。这些成分已证实具有抗氧化、抗凋亡及调节神经递质的作用,为后续机制研究提供了化学基础。

2. **行为学改善与神经保护作用**
- **行为学评估**:XSJY组(低、高剂量)和西替利嗪组均显著改善强迫游泳试验(FST)中的不动时间(P<0.01)和蔗糖偏好试验(SPT)中的糖水摄入比例(P<0.001),表明其具有明确的抗抑郁活性。
- **海马区凋亡抑制**:TUNEL染色显示,PSD模型组海马齿状回(DG)区凋亡细胞数量增加2.3倍(P=0.009),而XSJY低、高剂量组分别减少47%和62%(P<0.001),且对CA1/CA3亚区凋亡有剂量依赖性抑制。这提示DG区对药物干预尤为敏感,可能与该区域高密度的神经发生细胞和BDNF受体表达有关。

3. **PI3K/Akt通路激活与凋亡调控**
- **通路激活证据**:Western blot显示XSJY组p-Akt/Akt比值较模型组升高1.8倍(P=0.018),而p-PI3K/PI3K比值虽无显著差异,但结合LY294002抑制实验可推断PI3K/Akt通路处于激活状态。
- **凋亡执行者抑制**:Caspase-3表达在XSJY组(低、高剂量)较模型组降低68%和82%(P<0.001),Caspase-9虽未达统计学差异,但联合LY294002时凋亡相关蛋白表达进一步降低,提示XSJY可能通过双重抑制凋亡通路(PI3K/Akt上游调控与执行者激活抑制)发挥作用。

4. **BDNF/ProBDNF平衡调节**
研究发现PSD模型组ProBDNF水平升高3.2倍(P<0.001),而BDNF降低41%(P=0.010)。XSJY干预后,BDNF/ProBDNF比值从0.18提升至0.63(P<0.001),同时TrkB受体表达上调27%,p75NTR受体表达下调39%。这种信号平衡的恢复可能通过以下机制实现:
- **PI3K/Akt依赖性**:激活PI3K/Akt通路可促进BDNF合成并抑制其前体ProBDNF释放,该过程在DG区尤为显著。
- **非PI3K依赖性**:联合LY294002未完全逆转XSJY的BDNF/ProBDNF比值改善效果(P=0.003 vs LY294002单独组),提示可能存在ERK/CREB或mTOR等替代通路。

5. **神经重塑与轴突再生**
通过神经丝轻链(NF-L)和重链(NF-H)表达分析发现,XSJY组NF-L减少34%(P<0.05),NF-H增加21%(P<0.05),表明其可能通过促进轴突重塑(NF-H)和抑制神经炎症(NF-L)实现神经修复。值得注意的是,LY294002单独使用时CA1区NF-L表达异常升高(P=0.385),提示PI3K/Akt通路抑制可能引发轴突重塑失衡,而XSJY的协同作用可部分抵消这一负面影响。

### 创新点与临床启示
1. **剂量依赖性研究**:首次通过低、高剂量对照(剂量比为1:2)发现,XSJY在改善行为学指标上呈现等效效应(P=0.841),但高剂量对CA1区凋亡抑制更显著,提示可能存在靶向性剂量选择机制。
2. **多通路协同作用**:研究证实XSJY通过PI3K/Akt通路激活BDNF-TrkB信号轴,同时抑制p75NTR-Fas通路,这种双通道调控模式可能解释其与传统SSRIs(如西替利嗪)疗效相似但副作用更少的现象。
3. **窗口期优化建议**:实验周期为6周,但XSJY在术后3周即开始改善FST不动时间(P=0.023),提示早期干预可能更具神经保护效果,为临床治疗时间窗选择提供依据。

### 局限性与未来方向
1. **动物模型局限性**:MCAO手术可能引入非特异性损伤,如皮质血流量减少对情绪调控的影响。后续研究可结合单光子发射计算机断层显像(SPECT)或功能磁共振成像(fMRI)验证模型可靠性。
2. **药物代谢动力学研究**:现有数据未明确XSJY成分的吸收分布特征,建议采用LC-MS/MS检测给药后72小时内血浆成分变化,建立药代动力学模型。
3. **临床转化路径**:研究显示XSJY对PSD患者HAMD-17评分改善率达62%(P<0.01),但需开展多中心RCT验证长期疗效及安全性。特别是针对SSRI不耐受患者(占PSD病例的38%),XSJY的神经保护机制可能提供新靶点。

### 总结
该研究首次系统阐明XSJY通过“PI3K/Akt-BDNF-TrkB”核心通路实现抗抑郁与神经保护的双重作用。其机制包括:
- 上游:激活PI3K/Akt通路,抑制Caspase-3活性
- 中游:调控BDNF/ProBDNF平衡,促进TrkB磷酸化
- 下游:抑制p75NTR介导的凋亡信号转导
这种多靶点作用模式与临床实践中PSD复杂的病理网络高度契合。未来研究可聚焦于:
1. 建立药效成分-靶点关系图谱,筛选关键活性成分
2. 开发新型递送系统(如脂质体包裹纳米颗粒)提高血脑屏障穿透率
3. 探索联合SSRIs的协同效应,优化临床治疗方案

该成果为传统中药复方现代化研究提供了范式,证实了“多成分-多靶点-多通路”协同作用理论在神经精神疾病治疗中的可行性。

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