《CNS Neuroscience & Therapeutics》：Compound Ciwujia Granules Attenuate Stress-Induced Anxiety- and Depression-Like Behaviors via Inhibition of TNF-α-Associated Neuroinflammation in the dmPFC
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摘要专业翻译
目的： 复方刺五加颗粒（Compound Ciwujia Granules, CWJ）已显示出抗抑郁样效应，但其背后的神经和分子机制仍不清楚。本研究旨在探讨CWJ改善焦虑和抑郁样行为的机制。
方法： 在大鼠中建立为期6周的慢性不可预见性轻度应激（
摘要专业翻译
目的： 复方刺五加颗粒（Compound Ciwujia Granules, CWJ）已显示出抗抑郁样效应，但其背后的神经和分子机制仍不清楚。本研究旨在探讨CWJ改善焦虑和抑郁样行为的机制。
方法： 在大鼠中建立为期6周的慢性不可预见性轻度应激（chronic unpredictable mild stress, CUMS）模型，并通过行为学测试评估CWJ的抗抑郁样效应。采用静息态功能磁共振成像（resting-state functional magnetic resonance imaging, rs-fMRI）、在体光纤记录（in vivo fiber photometry）和化学遗传学操控（chemogenetic manipulation）来鉴定参与CWJ效应的大脑区域和神经元群体。转录组学分析结合网络药理学用于预测候选分子通路，并通过实时定量聚合酶链反应（quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR）、免疫荧光、蛋白质印迹（western blotting）和药理学干预进一步验证。
结果： CWJ提高了高架十字迷宫（elevated plus maze test, EPM）中的开臂比例，减少了强迫游泳测试（forced swimming test, FST）中的不动时间，并降低了CUMS大鼠的血清皮质酮（corticosterone, CORT）水平。rs-fMRI、c-Fos免疫染色和光纤记录的汇聚结果表明，背内侧前额叶皮层（dorsomedial prefrontal cortex, dmPFC）是参与CWJ抗抑郁样效应的关键脑区。CWJ增加了dmPFC中谷氨酸能神经元活动，并减少了与TNF相关炎症信号相关的神经炎症反应。此外，药理学激活TNF相关炎症信号可部分削弱CWJ的行为学效益，支持TNF相关炎症信号参与介导其抗抑郁效应。
结论： 这些发现表明，CWJ通过恢复dmPFC谷氨酸能神经元活动和抑制dmPFC中TNF相关神经炎症，减轻了CUMS诱导的焦虑和抑郁样行为。
论文解读
一、研究背景与科学问题
重性抑郁障碍（major depressive disorder, MDD）是一种常见的精神疾病，对全球疾病负担贡献巨大。尽管一线抗抑郁药物广泛使用，但其疗效受限于起效延迟、不良反应以及许多患者临床应答不足等问题。这些局限性凸显了寻找新型更有效治疗策略的迫切需求。
越来越多的证据表明，免疫失调是抑郁症病理生理学的关键因素。抑郁症患者体内促炎因子如白细胞介素（interleukin, IL）-1β、IL-6和肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF）-α水平升高，而抗抑郁治疗后可观察到这些水平下降。此外，长期炎症可干扰神经元功能，进而影响中枢神经系统功能和行为。因此，免疫-炎症系统被视为抗抑郁治疗的潜在靶点。
在此背景下，中药通过调节免疫和炎症通路发挥抗抑郁作用的研究日益受到关注。复方刺五加颗粒（Compound Ciwujia Granules, CWJ）由刺五加（Acanthopanax senticosus (Rupr. et Maxim.) Harms, ASH）和五味子（Schisandra chinensis, SC）组成，已有报道表明其具有抗疲劳、抗炎和神经保护特性。临床和临床前研究均显示了CWJ的抗抑郁潜力。然而，CWJ抗抑郁效应背后的神经基础仍不明确，其在抑郁症中潜在的免疫调节机制也尚未完全阐明。
二、研究内容与主要结论
本研究旨在探究CWJ改善CUMS诱导的焦虑和抑郁样行为的神经和分子机制。研究人员采用行为学测试评估CWJ的效应，利用rs-fMRI、在体光纤记录和化学遗传学操控鉴定参与CWJ效应的脑区和神经元群体，并通过转录组学与网络药理学分析预测候选分子通路，随后进行分子和药理学验证。研究结果表明，CWJ通过恢复dmPFC谷氨酸能神经元活动和抑制dmPFC中TNF相关神经炎症，减轻了CUMS诱导的焦虑和抑郁样行为。这一发现将TNF相关神经炎症与dmPFC谷氨酸能功能障碍联系起来，为理解CWJ的神经药理学机制提供了新见解，支持CWJ作为抑郁症潜在干预措施的进一步临床前研究。
三、关键技术与方法
本研究采用的主要技术方法包括：建立为期6周的慢性不可预见性轻度应激（CUMS）大鼠模型；行为学测试（蔗糖偏好测试SPT、旷场测试OFT、高架十字迷宫EPM、强迫游泳测试FST）；静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）检测全脑自发神经活动；在体光纤记录监测dmPFC谷氨酸能神经元钙信号；化学遗传学操控（hM3D(Gq)激活和hM4D(Gi)抑制）验证神经元功能参与；转录组学分析（RNA测序）结合网络药理学预测候选分子通路；实时定量聚合酶链反应（qRT-PCR）、免疫荧光、蛋白质印迹（western blotting）和透射电子显微镜（TEM）进行分子和结构验证；药理学干预（TNF抑制剂英夫利昔单抗INF和TNF诱导剂雷西莫特R848）验证TNF信号通路参与。动物实验使用成年雄性Sprague-Dawley大鼠（6-8周龄），实验方案经上海交通大学机构动物护理和使用委员会批准（批准号A2024334）。
四、研究结果
3.1 CWJ减轻CUMS诱导的焦虑和抑郁样行为
通过行为学测试发现，CUMS显著降低了EPM中的开臂比例，而CWJ和氟西汀（fluoxetine, FLX）均逆转了这一变化。在FST中，CWJ和FLX显著减少了不动时间。CUMS显著增加了血清皮质酮（CORT）水平，CWJ和FLX均降低了CORT浓度。然而，在SPT中，CUMS组与对照组之间的蔗糖偏好比下降未达到统计学显著性，CWJ产生的数值增加也不显著。这些结果表明CWJ改善了应激相关的行为和神经内分泌异常，而非逆转CUMS表型的所有维度。
3.2 鉴定dmPFC为介导CWJ效应的关键脑区
通过rs-fMRI检测全脑自发神经活动，与对照组相比，CUMS组在次级听觉皮层和初级运动皮层表现出显著降低的zALFF。与CUMS组相比，CWJ治疗组在顶叶皮层、前边缘皮层（prelimbic cortex, PrL）和眶额区表现出增加的zALFF。结合既往研究，研究人员假设dmPFC可能是参与CWJ效应的关键脑区。c-Fos免疫染色结果显示，CUMS暴露显著降低了dmPFC中c-Fos表达，而CWJ治疗部分逆转了这一减少，为dmPFC参与CWJ效应提供了补充证据。
3.3 CWJ部分通过增强dmPFC谷氨酸能神经元活动改善应激相关行为
通过在体光纤记录监测FST挣扎期间的钙信号，CUMS暴露大鼠的Ca2?信号显著低于对照组，而CWJ治疗相对于CUMS组增加了这些信号。化学遗传学抑制dmPFC谷氨酸能神经元（hM4D(Gi)）后，CWJ在SPT蔗糖偏好比和FST不动时间上的效应被削弱。化学遗传学激活这些神经元（hM3D(Gq)）则改善了多项应激相关行为指标。这些结果表明dmPFC谷氨酸能神经元活动参与介导CWJ的行为学效应。
3.4 转录组学和网络药理学分析提示TNF相关信号参与CWJ效应
RNA测序分析鉴定出CUMS与对照组之间339个差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs），CWJ与CUMS组之间3417个DEGs。基因本体（Gene Ontology, GO）富集将CUMS响应基因与细胞外基质（extracellular matrix, ECM）相关条目关联，KEGG通路分析在两组比较中均鉴定出炎症相关通路。两组比较的重叠基因（123个）富集分析突出了谷氨酸受体活性以及神经活性配体-受体相互作用、钙、MAPK和TNF信号通路。网络药理学分析基于29个CWJ推定成分鉴定出409个潜在治疗靶点，TNF、IL6、INS、IL1B和SRC成为蛋白-蛋白相互作用（PPI）网络中的主要枢纽节点。转录组学和网络药理学的汇聚结果将TNF相关炎症信号确定为首选候选通路。
3.5 CWJ通过TNF信号通路减轻dmPFC中的神经炎症
RT-qPCR结果显示，CWJ给药显著降低了dmPFC中Ifng、Il6和Tnf的表达，同时增加了Il10的表达。蛋白质印迹分析显示，CUMS增加了TNF-α、NF-κB和磷酸化NF-κB蛋白水平，而CWJ显著减弱了这些增加。免疫荧光染色显示，CUMS显著增加了Iba1阳性小胶质细胞数量，CWJ显著减弱了这一增加。小胶质细胞突起长度在CUMS组数值减少，而CWJ相对于CUMS组显著增加。TEM分析显示PSD长度无显著组间差异，PSD深度在CUMS与对照组比较中提示减少，但CUMS与CWJ比较不显著。
3.6 TNF相关信号的药理学调节改变应激相关行为和dmPFC谷氨酸能神经元激活
将TNF诱导剂R848注入dmPFC后，与CWJ组相比，R848显著降低了EPM开臂比例和SPT蔗糖偏好比，增加了dmPFC中Tnf表达，并减少了c-Fos/CaMKIIα共标记细胞数量，表明R848诱导的炎症信号部分抵消了CWJ的行为学和神经元效应。相反，将TNF单克隆抗体英夫利昔单抗（INF）注入CUMS大鼠dmPFC后，增加了OFT中央区停留时间和EPM开臂比例，降低了dmPFC中Tnf表达，并增加了c-Fos/CaMKIIα共标记细胞数量。这些双向药理学发现表明，CWJ通过减少TNF相关炎症信号和增强dmPFC谷氨酸能神经元活动来减轻应激相关行为异常。
五、讨论总结与研究结论
讨论部分指出，CWJ减轻了CUMS大鼠应激相关的行为异常，这与dmPFC神经元活动的恢复和TNF相关信号通路的抑制相关。中药活性成分的协同作用可能构成CWJ抗抑郁样效应的基础。dmPFC在MDD病理生理学中被广泛涉及，CWJ可能通过正常化应激诱导的dmPFC谷氨酸能低活动发挥效应。TNF是抑郁症神经生物学中的重要炎症介质，TNF拮抗在炎症负担增加的抑郁患者中可改善基于努力的决定行为。然而，TNF信号是否代表缓解CUMS诱导抑郁样行为的潜在靶点仍需进一步研究。研究局限性包括：SPT中缺乏显著的成对差异提示快感缺失样表型需谨慎解读；仅使用雄性大鼠；rs-fMRI在标准化麻醉条件下进行但需考虑麻醉相关效应和有限样本量；化学遗传学实验中CNO潜在的DREADD非依赖效应不能完全排除；转录组学结果仅为探索性分析；CWJ效应中的生物活性成分和代谢物尚未鉴定。
研究结论：本研究提供了证据表明CWJ通过调节dmPFC神经元活动和TNF相关神经炎症在CUMS大鼠中发挥抗抑郁样效应。通过部分恢复谷氨酸能神经元功能、抑制TNF相关信号通路和减少dmPFC中小胶质细胞过度激活，CWJ改善了应激诱导的行为异常。这些发现扩展了对CWJ神经药理学机制的理解，支持进一步开展CWJ作为抑郁症潜在干预措施的临床前研究。
