从芥菜(Sinapis alba L.)油中分离出的烯丙基异硫氰酸酯(AITC)通过阻断5-羟色胺再摄取转运蛋白(SERT)与神经型一氧化氮合酶(nNOS)之间的相互作用而发挥抗抑郁作用

《Journal of Ethnopharmacology》:The allyl isothiocyanate (AITC) isolated from mustard (Sinapis alba L.) oil exerts antidepressant effects by blocking the interaction between SERT and nNOS

【字体: 时间:2025年11月25日 来源:Journal of Ethnopharmacology 5.4

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  芥子油(MO)及其活性成分AITC通过调控去甲肾上腺素能和血清素能系统,在慢性应激小鼠模型中表现出快速且持久的抗抑郁效果。采用纳米BRET技术证实AITC通过破坏DRN中SERT与nNOS的相互作用,增强血清素转运体膜定位及前额叶皮层和海马区的5-HT释放。开发的AITC微乳显著提高生物利用度,为新型速效抗抑郁剂开发提供天然产物新策略。

  这项研究围绕一种传统草药——芥子(*Sinapis alba* L.)的活性成分展开,特别是芥子油(Mustard Oil, MO)在治疗抑郁症中的作用。芥子作为十字花科植物,其干燥成熟的种子被广泛用于中医领域,具有辛温的特性,常用于促进气血运行、缓解郁结等。研究团队通过现代药理学方法,探索了芥子油中可能具有抗抑郁作用的活性成分,并进一步开发了一种优化的微乳剂型,以提高其生物利用度和稳定性。

研究首先采用两种经典的慢性应激模型——慢性社会挫败应激(Chronic Social Defeat Stress, CSDS)和慢性束缚应激(Chronic Restraint Stress, CRS),来评估芥子油的抗抑郁潜力。实验结果显示,芥子油在这些模型中表现出显著的抗抑郁效果。在强迫游泳实验(FST)和悬尾实验(TST)中,芥子油在20 mg/kg剂量下显著减少了小鼠的不动时间,表明其具有改善抑郁样行为的潜力。此外,在新斯的明刺激性实验(NSFT)中,芥子油缩短了进食潜伏期,进一步验证了其抗抑郁活性。

为了进一步明确芥子油中的关键活性成分,研究团队采用了气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术进行成分分析,从中筛选出四种候选化合物。其中,丙烯基异硫氰酸酯(Allyl Isothiocyanate, AITC)被确认为最具有抗抑郁作用的成分。基于这一发现,研究团队进一步开发了一种AITC微乳剂型(AITC ME),以解决AITC在水中的溶解度和生物利用度问题。通过伪三元相图法(pseudo-ternary phase diagram method)设计的AITC ME具有良好的透明性、均匀的滴珠大小和优异的稳定性,这为其在实际应用中的可行性提供了保障。

在CSDS模型中,研究团队比较了未配方的芥子油和AITC ME的效果,发现AITC ME的抗抑郁效果显著且持久。这表明,通过优化制剂形式,可以有效提高其药效表现。为了深入理解AITC ME的作用机制,研究团队采用多种方法,包括行为学测试、功能性磁共振成像(fMRI)和电生理记录。结果表明,AITC ME能够破坏下丘脑背侧(dorsal raphe nucleus, DRN)中SERT(血清素转运体)与nNOS(神经元型一氧化氮合酶)之间的蛋白相互作用,从而促进SERT在细胞膜上的定位,增强其对血清素的摄取能力。

此外,研究还发现,AITC ME能够改善与抑郁症相关脑区之间的功能连接,激活DRN中的血清素能神经元,并提高其放电频率。这种神经元活动的增强最终导致前额叶皮层(prefrontal cortex, PFC)和海马(hippocampus, Hip)中血清素的释放增加,从而发挥抗抑郁作用。这些发现不仅揭示了AITC ME的作用机制,还为开发新型快速起效的抗抑郁药物提供了理论依据。

在传统的中医体系中,芥子被用于治疗多种情绪相关疾病,如焦虑、抑郁等。其辛温的性质被认为能够“行气活血”、“解郁散结”,这与现代研究中发现的促进血清素释放和增强神经元活动的作用机制在某种程度上是相通的。因此,这项研究不仅验证了传统医学中芥子的潜在治疗价值,还通过现代科学技术手段,将传统知识与现代药理学相结合,为抑郁症的治疗提供了新的思路。

当前,抑郁症的治疗主要依赖于选择性血清素再摄取抑制剂(Selective Serotonin Reuptake Inhibitors, SSRIs),这类药物虽然能够有效缓解抑郁症状,但其起效时间较长,通常需要数周才能显现明显效果。此外,部分患者对SSRIs的反应不佳,导致治疗效果不理想。因此,开发具有快速起效和高效作用的新型抗抑郁药物成为研究热点。

研究表明,破坏DRN中的SERT-nNOS相互作用可以有效减少5-HT1A自受体(5-HT1A autoreceptor)的激活,从而促进血清素的释放,提高其在突触间隙的浓度。这种机制与SSRIs的延迟作用形成对比,因为SSRIs的起效过程部分依赖于对5-HT1A自受体的激活,而一旦这些受体被激活,其负反馈作用会抑制神经元的放电和血清素的释放,导致药效延迟。因此,通过干预这一相互作用,可以实现更快的抗抑郁效果。

在本研究中,通过开发AITC ME,不仅提高了AITC的生物利用度,还显著增强了其抗抑郁效果。实验数据显示,AITC ME在给药后1小时内即可显现抗抑郁作用,并且其效果可持续长达一周。这一结果表明,该制剂可能成为一种具有快速起效特性的新型抗抑郁药物。同时,这种基于天然产物的药物开发策略,为探索传统药物的现代应用提供了新的方向。

研究团队在实验过程中采用了多种现代技术手段,以确保研究结果的准确性和可靠性。例如,行为学测试用于评估动物的抑郁样行为,功能性磁共振成像(fMRI)用于观察大脑活动的变化,而电生理记录则用于分析神经元的放电频率和血清素释放情况。这些方法的综合应用,使得研究能够从多个层面揭示AITC ME的药理作用,为其临床应用奠定了基础。

此外,研究还强调了自然产物在现代药物开发中的重要性。许多传统药物在长期的临床应用中积累了丰富的经验,但其具体的活性成分和作用机制往往未被充分阐明。通过现代科学技术手段,如化学成分分析、分子机制研究和药物制剂优化,可以更深入地挖掘这些传统药物的潜力,为新型药物的研发提供支持。

从药理学角度来看,本研究揭示了AITC ME通过影响SERT-nNOS相互作用,从而调节血清素系统,改善抑郁症状的机制。这一发现为抗抑郁药物的开发提供了新的靶点和思路。同时,它也表明,通过调整药物的制剂形式,可以显著提高其药效表现,为改善现有抗抑郁药物的不足提供了可能的解决方案。

研究团队还特别强调了药物开发中的伦理问题。实验过程中,所有动物实验均获得北京大学医学部和中国医学科学院动物伦理委员会的批准,确保了实验的合法性和伦理合规性。此外,研究团队声明不存在任何潜在的商业利益冲突或个人关系影响,表明其研究的客观性和公正性。

综上所述,本研究通过系统分析芥子油的活性成分及其作用机制,开发出一种具有快速起效和持久效果的新型抗抑郁药物——AITC ME。这一成果不仅验证了传统医学中芥子的潜在治疗价值,还为抑郁症的治疗提供了新的策略和方向。未来,研究团队计划进一步探索该药物的临床应用潜力,以期为抑郁症患者提供更有效的治疗方案。
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