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江西中医药大学胡鹏翼团队揭示紫苏精油通过单胺类神经递质和BDNF/TrkB信号通路的抗抑郁作用

来源：花匠小妙招时间：2025-05-13 09:10

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抑郁症是一种以持续的情绪低落、精神运动迟缓、焦虑和认知障碍为特征的精神障碍。其具有高自杀率、高自残率以及频繁复发的特点，会给患者及其家庭带来沉重的心理和经济负担。据世卫组织调查，我国患抑郁症人数在逐年增加，每年有超过1000万人因抑郁症而自杀，成为广泛关注的社会问题。抑郁症主要与单胺类神经递质、炎症免疫因子和神经营养因子有关。抑郁症发病机制的“单胺递质假说”认为抑郁症的发生与中枢神经系统单胺递质水平或功能下降有关。中枢神经系统5-HT、DA、NA等递质合成和释放不足导致抑郁。目前常用的抗抑郁药大多具有增加单胺类神经递质的作用。常用药物有选择性5 -羟色胺再摄取抑制剂、单胺氧化酶抑制剂、三环抗抑郁药等，但其达到抗抑郁作用时间较长（几周甚至几个月），并且长期服用会产生一系列副作用，包括胃肠道反应、嗜睡、失眠、心血管疾病，甚至急性中毒死亡反应。大量研究表明，脑内BDNF/TrkB信号通路参与抑郁症的发生过程。BDNF是神经营养因子家族的重要成员，广泛分布于中枢神经系统，以海马和大脑皮层分布最多。BNDF通过高亲和力与其特异性受体TrkB结合，TrkB与BDNF结合后，调节突触可塑性，增强学习记忆能力，减少抑郁症的发生。

既往研究表明，多种芳香类药物可刺激中枢神经系统加速神经冲动传导，调节大脑皮层兴奋与抑制平衡，显著改善抑郁症等心理生理障碍。因此，芳香型中草药精油具有良好的抗抑郁作用，值得进一步研究和开发。中药药理特性表明紫苏具有散寒、解外、调气、缓解抑郁等作用，对抑郁症和其他神经精神疾病具有潜在的治疗作用。先前的研究报道了紫苏精油（PFEO）的抗抑郁特性，然而，其吸入介导的抗抑郁作用的潜在机制仍未被探索。

在此背景下，2023年08月24日江西中医药大学药学院的胡鹏翼团队在Journal of Ethnopharmacology上发文揭示了紫苏精油通过单胺类神经递质和BDNF/TrkB信号通路的抗抑郁作用的机制。

图1 PFEO对大鼠糖水偏好的影响

首先，课题组采用糖水偏好测试来评估大鼠是否有抑郁症状。抑郁样会导致对蔗糖的偏好减少。给药第21天，禁食、断水24h后进行蔗糖偏好实验。结果显示：与对照组比较，模型组大鼠对蔗糖的偏好显著降低；与模型组比较，氟西汀组、低剂量组、中剂量组和高剂量组大鼠对蔗糖的偏好均显著升高。这组实验表明：吸入PFEO后，CUMS抑郁模型大鼠蔗糖偏好呈剂量依赖性增强，提示PFEO吸入给药具有抗抑郁作用。

图2 PFEO对大鼠强迫游泳实验中不动时间的影响

然后，为了评估大鼠抑郁状态进行了强迫游泳实验。强迫游泳试验是评估动物抑郁状态的经典方法。给药第21天进行强迫游泳实验。结果显示：与对照组比较，模型组大鼠强迫游泳静止时间显著增加；与模型组比较，氟西汀组、低剂量组、中剂量组、高剂量组大鼠强迫游泳静止时间均显著缩短。这组实验表明：吸入PFEO后，CUMS抑郁模型大鼠强迫游泳静止时间呈剂量依赖性缩短，提示PFEO吸入给药具有抗抑郁作用。

图3 PFEO对大鼠海马(a、c、e)和大脑皮质(b、d、f)单胺类神经递质的影响

为了研究PFEO吸入对大鼠海马和大脑皮质单胺类神经递质（5-HT、NE、DA）的影响，利用ELISA测定海马和大脑皮层5-HT、NE、DA的水平。结果显示：与对照组相比，模型组海马中5-HT含量显著降低；与模型组比较，氟西汀组、高剂量组海马组织5-HT含量显著升高。与对照组比较，模型组海马NE含量显著降低；与模型组比较，氟西汀组和高剂量组海马NE含量均显著升高。与对照组比较，模型组大鼠海马DA含量显著降低；相比之下,模型组、氟西汀组、中剂量组、高剂量组海马DA含量均显著升高。与对照组比较，模型组大鼠大脑皮层5-HT含量显著降低。与模型组比较，氟西汀组、低剂量组、中剂量组、高剂量组大鼠大脑皮层5-HT含量均显著升高。与对照组比较，模型组大鼠大脑皮层NE含量显著降低；与模型组比较，氟西汀组、中剂量组、高剂量组大鼠大脑皮层NE含量均显著升高。与对照组比较，模型组大鼠大脑皮层DA浓度显著降低。与模型组比较，氟西汀组、中剂量组和高剂量组大鼠大脑皮层DA浓度均显著升高，低剂量组大鼠大脑皮层DA浓度均显著升高。这组实验表明：与对照组相比，CUMS抑郁模型组大鼠脑内单胺类递质含量明显降低。吸入PFEO后，CUMS抑郁模型大鼠海马和大脑皮层单胺递质含量显著升高，提示紫苏精油可能通过提高海马和大脑皮层单胺递质水平改善CUMS抑郁症。

图4 PFEO对海马(a、c、d)和大脑皮层(b、e、f)中BDNF和TrkB表达水平的影响

随后，课题组为了探究PFEO通过BDNF/TrkB信号通路的抗抑郁作用的机制，首先研究了PFEO吸入对对海马和大脑皮层中BDNF和TrkB表达水平的影响。结果显示：与对照组比较，模型组海马BNDF阳性细胞表达水平显著降低；与模型组比较，氟西汀组和高剂量组海马组织BNDF阳性细胞表达水平明显升高。与对照组比较，模型组TrkB阳性细胞表达水平显著降低。与模型组比较，氟西汀组、低剂量组、中剂量组、高剂量组海马TrkB阳性细胞表达水平均显著升高。与对照组比较，模型组大鼠大脑皮层BNDF阳性细胞表达水平显著降低；与模型组比较，氟西汀组和高剂量组大鼠大脑皮层BNDF阳性细胞表达水平均显著升高。与对照组比较，模型组大鼠大脑皮层TrkB阳性细胞表达量为显著降低；与模型组比较，氟西汀组、中、高剂量组大鼠大脑皮层TrkB阳性细胞表达量均显著升高，低剂量组大鼠大脑皮层TrkB阳性细胞表达量显著升高。这组实验表明：吸入PFEO后，CUMS抑郁模型大鼠海马和大脑皮层中的BNDF阳性细胞、TrkB阳性细胞表达水平均显著升高，提示紫苏精油的抗抑郁作用可能是通过BDNF/TrkB系统途径实现的。

图5 PFEO对海马和大脑皮层中BDNF和TrkB蛋白表达水平的影响

接着，研究了PFEO吸入对海马和大脑皮层中BDNF和TrkB蛋白表达水平的影响的。结果显示：与对照组比较，模型组海马组织BDNF蛋白表达水平显著降低；模型组比较，氟西汀组大鼠海马BDNF蛋白表达水平显著升高。与对照组比较，模型组TrkB蛋白表达量显著降低；与模型组比较，氟西汀组、低剂量组、中剂量组和高剂量组大鼠TrkB蛋白表达水平均显著升高。与对照组比较，模型组大鼠大脑皮层BDNF蛋白表达水平极显著降低；与模型组比较，氟西汀组大鼠大脑皮层BDNF蛋白表达水平显著升高，中剂量组和高剂量组大鼠大脑皮层BDNF蛋白表达水平显著升高。与对照组比较，模型组大鼠大脑皮层TrkB蛋白表达水平显著降低；与模型组比较，氟西汀组大鼠脑皮层TrkB蛋白表达量显著升高，高剂量组大鼠脑皮层TrkB蛋白表达量显著升高。这组实验表明：吸入PFEO后，CUMS抑郁模型大鼠海马和大脑皮层中的BNDF蛋白表达水平、TrkB蛋白表达水平均显著升高，提示紫苏精油的抗抑郁作用可能是通过BDNF/TrkB系统途径实现的。

图6 PFEO对海马和大脑皮层BDNF mRNA和TrkB mRNA表达水平的影响

最后，由于BNDF与靶细胞膜上的TrkB受体结合，能够促进学习记忆和认知功能。因此课题组想进一步在转录水平研究PFEO吸入对海马和大脑皮层中BDNF mRNA和TrkB mRNA表达水平的变化，因此做了qPCR。结果显示：与对照组比较，模型组海马组织BDNF mRNA、TrkB mRNA表达水平显著降低；与模型组比较，氟西汀组、低剂量组、中剂量组和高剂量组海马组织BDNF mRNA、TrkB mRNA表达量均显著升高。与对照组比较，模型组大鼠大脑皮层BDNF mRNA、TrkB mRNA表达水平显著降低；与模型组比较，氟西汀组、中剂量组和高剂量组大鼠大脑皮层BDNF mRNA和TrkB mRNA表达水平均显著升高。这组实验表明：吸入PFEO后，CUMS抑郁模型大鼠海马和大脑皮层中的BNDF mRNA、TrkB mRNA表达水平均显著升高，提示紫苏精油的抗抑郁作用可能是通过BDNF/TrkB系统途径实现的。

综上所述，本研究通过糖水偏好测试，强迫游泳实验，ELISA测定海马和大脑皮层5-HT、NE、DA的水平，免疫组织化学，Western-blot和RT-PCR实验检测各组大鼠海马和大脑皮层中BDNF和TrkB的表达水平。发现吸入PFEO可显著增强CUMS大鼠对糖水的偏好，减少其强制游泳时的静止时间。此外，这些大鼠的海马体和大脑皮层的单胺递质水平都有所增加。此外，两个区域内BDNF和TrkB阳性细胞以及BDNF和TrkB蛋白的表达水平上调，BDNF mRNA和TrkB mRNA表达水平升高。因此，PFEO吸入抗抑郁作用可能通过单胺类神经递质和BDNF/TrkB信号通路介导的。

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