《Pharmacological Research - Natural Products》:Neuromodulatory potential of
Libidibia ferrea in adult zebrafish: Anxiolytic and antidepressant effects mediated by GABAergic and serotonergic interactions
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•铁梨花树提取物具有与GABA能系统和5-羟色胺能系统相关的抗焦虑作用。•铁梨花树提取物具有抗抑郁作用,可能通过5-羟色胺能系统发挥作用。•主要成分没食子酸具有良好的药代动力学特性,并与GABA和5-HT受体具有亲和力。引言焦虑和抑郁相关障碍源于压力反应、威胁感知和情感控制相
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铁梨花树提取物具有与GABA能系统和5-羟色胺能系统相关的抗焦虑作用。
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铁梨花树提取物具有抗抑郁作用,可能通过5-羟色胺能系统发挥作用。
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主要成分没食子酸具有良好的药代动力学特性,并与GABA和5-HT受体具有亲和力。
引言
焦虑和抑郁相关障碍源于压力反应、威胁感知和情感控制相关神经回路的功能失调,是全球精神健康面临的主要挑战之一[1]。除患病率高企之外,这些疾病也是全球范围内导致长期残疾和社会经济负担的首要因素之一[2]。尽管已有多种药物干预手段可用,但仍有相当比例的患儿无法实现持续缓解,且治疗依从性常因不良反应而受到损害,包括镇静、认知功能障碍、耐受性、依赖性以及撤药相关症状[3]。
在神经生物学层面,焦虑和抑郁相关的情绪失调反映了遗传易感性与环境应激因子之间的多因素相互作用,并通过复杂的神经递质网络进行中介。5-羟色胺能、多巴胺能、谷氨酸能和GABA能系统共同汇聚,调节突触兴奋性和神经元可塑性,从而塑造对压力的行为反应[4],[5]。在这些通路中,GABA能信号传递的损害一直与神经元兴奋性升高和情绪不稳定相关联,使该系统成为神经精神疾病管理中的核心药理学靶点[6]。
目前临床使用的抗焦虑和抗抑郁药物,包括苯二氮?类、三环类抗抑郁药、单胺氧化酶抑制剂、选择性5-羟色胺再摄取抑制剂和5-羟色胺-去甲肾上腺素再摄取抑制剂,虽然仍具临床疗效,但常因不良的神经和系统性效应而受到限制。运动功能障碍、记忆缺陷、依赖风险以及治疗依从性降低等问题,凸显了迫切需要寻找具有改善情绪行为能力且安全性更高的替代策略[7],[8],[9]。在此背景下,源自药用植物的生物活性化合物作为新型神经活性药物来源,正日益受到关注。
铁梨花树(Fabaceae),又称巴西豹树,是原产于巴西北部及东北部的本地树种,广泛分布在该地区,并传统上被民间医学用于治疗炎症和感染性疾病[10]。植物化学研究表明,该植物富含多酚类成分,与多种生物活性相关,包括抗氧化、抗菌、抗炎、镇痛、抗寄生虫和抗利什曼原虫作用[11],[12],[13]。综合以上发现,支持了铁梨花树作为多功能药用资源的治疗潜力,其药理学活性主要归因于复杂的多酚类谱系,而非单一的孤立化合物[14]。
在铁梨花树中鉴定的生物活性化合物中,没食子酸作为一种主要的酚类成分,在代谢、肾脏和炎症性疾病的实验模型中已证实其良好的抗炎特性[15]。除其外周作用外,越来越多的临床前证据表明,没食子酸在慢性应激、砷诱导神经毒性和卒中后抑郁等模型中具有抗焦虑和抗抑郁样作用,提示其能够调节与情绪调控相关的神经化学通路[16],[17],[18]。本研究并未将没食子酸作为独立的实验处理研究对象,而是将其作为代表性的生物活性标志化合物,用于通过计算分析支持机制解释。
斑马鱼(Danio rerio)已成为神经行为研究和中枢神经系统药物发现的有力脊椎动物模型。其大脑与哺乳动物具有显著的进化保守性,包括GABA能和5-羟色胺能通路等神经递质系统[19]。此外,斑马鱼神经系统相对简单,使研究人员能够以简约但具有转化意义的方式探索脑功能的核心机制。斑马鱼的行为学实验已在药理学和生态学层面得到广泛验证,显示出对人类治疗中使用的抗焦虑和抗抑郁药物具有类似的敏感性[19],[20]。这些特征,加上高通量筛选能力、遗传学可操作性以及伦理可行性,使斑马鱼成为研究情绪障碍和从天然来源中发现新型神经调节剂的理想模型[21]。
鉴于对更安全神经活性药物的日益增长的需求,以及铁梨花树(EELF)的药理学潜力,本研究主要旨在探讨其水醇提取物在成年斑马鱼(Danio rerio)中的体外抗氧化活性以及体内抗焦虑、抗抑郁和抗惊厥样作用。同时,作为提取物中主要酚类成分之一的没食子酸,被作为代表性化合物,通过计算机辅助ADME预测和分子对接分析来支持机制洞察。据我们所知,这是首次评估铁梨花树在斑马鱼情绪和癫痫相关模型中的神经行为效应,并将体内行为学实验与计算学方法相结合,为其神经调节潜力提供转化性洞察。
各章节摘要
实验材料和试剂
所有实验均采用分析纯或药用级试剂进行,包括ABTS、DPPH、没食子酸及其他色谱标准品(购自美国圣路易斯Sigma Chemical Co.公司)。用于行为学处理的溶液以DMSO(Dynamic?,巴西)或纯化水配制。参照药物包括地西泮(Neo Química?,巴西)、氟西汀(Teuto?,巴西)、氟马西尼(Sandoz?,巴西)、匹莫芬、格拉司琼和赛庚啶(Sigma Aldrich?,
提取率
铁梨花树皮乙醇提取物(EELF)的提取率为4.08%,获得10 g。
初步植物化学分析
对铁梨花树乙醇提取物(EELF)进行定性分析,结果显示含有酚类化合物,包括单宁和类黄酮,详见表2。
总酚含量测定
EELF表现出强效抗氧化能力。在DPPH实验中,其EC50为61.17 ± 0.009 μg/mL,显著优于槲皮素对照组(EC50 = 74.23 ± 0.045 μg/mL)。此外
讨论
本研究是开创性地评估铁梨花树乙醇提取物(EELF)对中枢神经系统(CNS)活性的作用,以斑马鱼(Danio rerio)作为转化模型。鉴于铁梨花树在巴西传统医学中的应用,本研究旨在探索其提取物的化学成分组成,并调查其潜在的抗焦虑、抗抑郁和抗惊厥作用,同时评估其毒理学安全性。
既往研究
结论
研究结果表明,EELF提取物富含酚类化合物,如单宁、类黄酮和没食子酸,并具有抗焦虑和抗抑郁特性,且未发现毒性证据。其作用机制与GABA能系统的调节相关,这源于其与GABAA受体的亲和力,以及其与5-HT1、5-HT2A和5-HT3A等受体的相互作用所介导的5-羟色胺能作用。此外,其理化特性提示其具有良好的胃肠道吸收能力,
资助
埃德松·奎罗斯基金会、Funcap、Capes CNPq。
作者贡献声明
玛丽亚·格雷兹亚内·阿劳若:方法论。玛丽亚·伊莎贝尔·弗洛林多·盖德斯:撰写—审阅与编辑,形式化分析。克里斯蒂安·费利克斯·德·帕伊瓦:方法论。莉马·丹尼埃勒·罗迪格斯:方法论。弗朗西斯科·弗拉维奥·达·席尔瓦·洛佩斯:方法论,数据管理。卢卡斯·索阿雷斯·弗罗塔:方法论,数据管理。路易斯·弗朗西斯科·韦门森·贡萨尔维斯·莫拉:方法论。塞莱尼·麦亚·德·莫赖斯:撰写—审阅与编辑,形式化分析。卡蒙斯·阿德里亚纳:撰写—审阅与编辑,撰写—原始稿件,
利益冲突声明
作者声明不存在已知的、可能影响本文所述工作的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
感谢埃德松·奎罗斯基金会、Funcap、Capes CNPq提供的基建和财务支持。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。资助方未参与研究设计、数据收集与分析、稿件撰写以及发表结果的决策。
何塞·伊斯梅尔·费托萨·德·阿劳若|卢卡斯·索阿雷斯·弗罗塔|弗朗西斯科·弗拉维奥·达·席尔瓦·洛佩斯|塞莱尼·麦亚·德·莫赖斯|路易斯·弗朗西斯科·韦门森·贡萨尔维斯·莫拉|玛丽亚·伊莎贝尔·弗洛林多·盖德斯|玛丽亚·格雷兹亚内·阿劳若|丹尼埃勒·罗迪格斯·德·莉马|克里斯蒂安·费利克斯·德·帕伊瓦|安东尼奥·欧弗拉西奥·维埃拉-内托|弗朗西斯科·埃尔南尼·阿尔维斯·马加良斯|阿德里亚纳·罗利姆·卡蒙斯