本研究，通过评估抑郁相关行为来评估慢性银杏二萜内酯（DG）治疗对大鼠的抗抑郁作用，同时使用生化指标来检查潜在的副作用。此外，我们在代谢组学的基础上对基因-蛋白质-代谢物相互作用进行了深入的分子网络分析。
1.银杏二萜内酯（DG）对行为学的影响（注：图2.银杏二萜内酯对行为表型的影响。银杏二萜内酯（DG）干预4周后(A)旷场实验中在中心区的距离。(B)旷场实验中进入中心区的次数。(C)尾悬实验的不动时间。(D)强迫游泳实验的不动时间。(E)高架十字迷宫实验中在闭合臂的时间百分比。(F)Y迷宫实验的交替百分比。*表示p0.05,ns表示与对照组(CON)比较无显著差异。）
在四周的慢性银杏二萜内酯干预处理后，相对于对照组，在旷场实验中大鼠进入中心区的次数和距离均出现显著性增加（图2A和B）。这表明银杏二萜内酯（DG）治疗能显著降低大鼠焦虑相关行为。然而，银杏二萜内酯（DG）的治疗并不影响开放性试验中的总运动活性（图S1）。另外，在悬尾实验中，银杏二萜内酯（DG）组的不动时间显著小于对照组（图2C），在强迫游泳实验中，则仅表现出下降的趋势（图2D），表明银杏二萜内酯能够部分地改善老鼠绝望相关的行为。在高架十字迷宫和Y迷宫实验中，慢性的银杏二萜内酯干预都仅表现出趋势，而没有统计学差异（图2E和F），表明银杏二萜内酯（DG）可能不会改善大鼠的空间记忆。
提示：银杏二萜内酯（GB）可有效地改善大鼠的焦虑和绝望样行为。高架十字迷宫实验和Y迷宫实验说明银杏二萜内酯（GB）在对大鼠因恐惧引起的焦虑状态以及其空间学习记忆能力上无明显影响。
2.银杏二萜内酯（DG）对生化指标的影响
（注：表1.大鼠血清中银杏二萜内酯(DG)与对照组(CON)比较的关键生化指标。）
经过慢性的银杏二萜内酯（DG）干预后，相对于正常对照组，SD大鼠的肝肾功能、血糖血脂等相关生化指标均无统计学差异（P﹥0.05）。具体结果见表1。结果表明，慢性银杏二萜内酯（DG）治疗可以有效减轻大鼠的绝望和焦虑样行为，而不会对全身功能产生负面影响。
提示：银杏二萜内酯（DG）没有神经毒性或全身性副作用。
3.GC-MS代谢组学分析
（注：图3多元统计分析。GC-MS分析CON组和DG组海马（HP）（A）和前额叶皮质（PFC）（B）的OPLS-DA评分图。DG治疗4周（C）大鼠HP或PFC代谢物变化的网络分析。红色方框和红色线条表示上调，绿色方框和绿色线条表示下调。谱线宽度代表了不同代谢物的VIP评分。）
进行了OPLS-DA降维分析，并与回归模型相结合来区分和分析结果。结果表明对照组和银杏二萜内酯（DG）组之间存在显著差异。HP（R2X=0.，R2Y=0.，Q2=0.，图3A）和PFC（R2X=0.，R2Y=0.81，Q2=0.，图3B）的OPLS-DA得分图显示此模型稳健可靠。4.差异代谢物的筛选（注：图4HP（A）中DG和CON组间差异代谢物的热图。DG和CON组间差异代谢物的热图PFC（B）。）
基于多变量统计和单变量统计，根据设定的标准（VIP1和FDR0.05）筛选差异代谢物。总共为HP选择了29种差异代谢物（表S2；图3C），包括7种下调代谢物和22种上调代谢物，并且为PFC选择了16种差异代谢物（表S3；图3C），包括5个下调的代谢物和11个上调的代谢物。在不同的代谢产物中，HP和PFC中的2种（磷酸盐和邻苯二甲酸单（2-乙基己基）酯）都发生了改变（图3C）。HP和PFC的热图如图4所示。结果显示，HP和PFC中只有两种（磷酸根和邻苯二甲酸单（2-乙基己基）酯）同时上调，这表明银杏二萜内酯（DG）的抗抑郁作用与HP和PFC中相同的代谢变化无关。磷酸在HP中下调，而在PFC中上调，表明银杏二萜内酯（DG）通过影响HP和PFC发挥抗抑郁作用。磷酸的反向变化可能与HP和PFC的执行功能不同有关。提示：银杏二萜内酯（DG）可以通过上调邻苯二甲酸单（2-乙基己基）酯以增加HP和PFC中的血清素水平来发挥抗抑郁作用。
5.富集分析和途径分析
（注：图5与DG治疗相关的HP中差异代谢物的重要生物学功能（A）和途径（B）。与DG治疗相关的PFC中差异代谢物的重要生物学功能（C）和途径（D）。*错误发现率（FDR）0.05；FDR0.05，影响值0。）
利用KEGG代谢物文库，对不同代谢物进行功能聚类和途径分析。根据筛选标准（假发现率（FDR）0.05，影响值0），对HP差异化代谢产物进行功能富集分析（图5A）。途径分析显示，代谢产物主要与β-丙氨酸代谢和精氨酸和脯氨酸代谢有关（图5B）。相反，PFC的功能富集表明，差异代谢物主要与天冬氨酸代谢、苯丙氨酸和酪氨酸代谢以及尿素循环有关（图5C）。通路分析表明，它们主要与氨酰-tRNA生物合成、半乳糖代谢和苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成有关（图5D）。6.代谢网络相互作用与功能预测
（注：图7.通过IPA进行生物功能和通路预测分析（z分数2或z分数?2）。(A)海马中与银杏二萜内酯干预有关的网络互作。(B)前额叶中与银杏二萜内酯干预有关的网络互作。）HP和PFC的差异代谢物被上传到IPA分析平台，用于代谢网络相互作用和分子及细胞功能分析。HP代谢产物的主要功能包括细胞功能和维持、分子转运、小分子生物化学、氨基酸代谢、细胞死亡和存活。PFC代谢物的首要功能是细胞生长和增殖、细胞死亡和存活、氨基酸代谢、脂质代谢和分子运输（表S4，图6A和B）。“碳水化合物代谢、分子转运、小分子生物化学”的网络功能与HP中的关键不同代谢物相关，得分分别为20分和8分（图7A）。此外，“细胞死亡和存活、细胞生长和增殖、组织发育”的网络与PFC中的关键差异代谢物相关，得分为28分和10分（图7B）。MAPK通路与HP和PFC的代谢网络相互作用有关，通过对KEGG通路数据库的检索，发现了两种密切相关的MAPK信号通路：NT3-TrkA和Ras-MAPK通路。提示：NT3-TrkA和Ras-MAPK途径与HP和PFC密切相关。
7.相对mRNA表达水平
（注：图8.在海马（A和C）和前额叶（B和D）的NT3-TrkA和RAS-MAPK通路中相关基因的表达水平。*表示p0.05，***表示p0.。）NGF、NT3、TrkA、Crk、C3G、Rap1、B-Raf、MEK1、MEK2、Erk1和Erk2在NT3-TrkA通路中的表达水平，以及TrkB、Ras、Raf、MEK1、MEK2、Erk1和Erk2在Ras-MAPK通路中的表达水平如图8所示。在NT3-TrkA途径中，NT3和TrkA在HP和PFC中的表达水平显著上调，其他相关基因呈上升趋势（图8A和B）。然而，在Ras-MAPK途径中，与对照组相比，HP或PFC的基因表达没有显著差异（图8C和D）。有趣的是，这两种趋势并不一致。在HP中，Ras-MAPK信号通路相关基因亚节段性上调，而在PFC中，表达水平没有明显变化。提示：银杏二萜内酯（DG）可能通过激活HP中的NT3-TrkA和Ras-MAPK通路，或通过激活PFC中的NT3-TrkA或其他信号通路发挥抗抑郁作用。
8.蛋白表达分析
（注：图9.筛选候选蛋白进行Westernblotting验证。银杏二萜内酯（DG）组与CON组相比，海马(A、C)中Raf、NT3、Ras和TrkA表达水平显著升高，前额叶(B、D)中TrkA表达水平显著升高。*表示p0.05，**表示p0.01。）
选择NT3-TrkA和RAS-MAPK通路中的4个关键蛋白（NT3、TrkA、Ras和Raf）进行Westernblotting验证（图9）。在海马中，NT3、TrkA、Ras和Raf的蛋白表达水平均显著增加（图9A），而前额叶中只有TrkA的蛋白表达水平有显著上调（图9B）。提示：银杏二萜内酯（DG）可能通过激活HP中的NT3-TrkA和Ras-MAPK途径发挥其抗抑郁样作用（图10）。
（注：图10Ras-MAPK和NT3-TrkA途径在DG对HP和PFC的抗抑郁作用中起重要作用。）
研究表明，银杏二萜内酯（GB）可以有效地改善小鼠的大脑神经递质和代谢功能紊乱。然而，银杏二萜内酯（GB）发挥抗抑郁效果的具体作用通路与分子机制尚不清楚。因此，本实验采用RT-qPCR和Westernblotting的方法，进一步来研究银杏二萜内酯（GB）在海马和前额叶中发挥抗抑郁作用的具体分子机制。研究结果发现，银杏二萜内酯在对大鼠无明显药物毒副作用的前提下，可有效地改善大鼠的绝望和焦虑样行为，并通过对前期的代谢数据比较分析后发现，银杏二萜内酯对脑区代谢物的影响可能存在明显的种属差异性。同时，在分子生物学水平上也揭示其作用可能与脑区特异性有关，银杏二萜内酯可能主要通过激活海马中的与神经营养相关的NT3-TrkA通路以及与神经可塑性相关的RAS-MAPK通路途径来发挥其抗抑郁的效果。
综上所述，银杏二萜内酯（DG）长期治疗可以有效减轻大鼠的绝望和焦虑样行为，且无副作用。其抗抑郁作用与海马区和额叶皮层中代谢产物和蛋白质的水平在大脑区域的变化有关。相关分析表明，银杏二萜内酯（DG）的抗抑郁作用与海马中GABA，磷酸盐和精胺的水平以及额叶前皮质的肌醇水平有关。此外，银杏二萜内酯（DG）主要通过激活海马神经营养因子相关的NT3-TrkA途径和神经可塑性相关的Ras-MAPK途径发挥其抗抑郁作用。此发现为银杏二萜内酯（DG）的抗抑郁机制提供了新的了解，并为开发有效的抑郁治疗策略提供了新的分子靶标。
Drugdesign,developmentandtherapy
年第14期
王婷，女，重庆医科大学硕士重庆医院神经内科；医院神经内科；重庆市脑血管病研究重点实验室连翘参考文献
[1]DumanRS,MonteggiaLM.Aneurotrophicmodelforstress-relatedmooddisorders.BiolPsychiatry.;59(12):–.doi:10./j.biopsych..02.
[2]KesslerRC,BerglundP,DemlerO,etal.Theepidemiologyofmajordepressivedisorder:resultsfromtheNationalComorbiditySurveyReplication(NCS-R).JAMA.;(23):–.doi:10.1/jama..23.
[3]CiprianiA,ZhouX,DelGiovaneC,etal.Comparativeefficacyandtolerabilityofantidepressantsformajordepressivedisorderinchildrenandadolescents:anetworkmeta-analysis.Lancet.;():–.doi:10./S-(16)-3
[4]XiaCY,WangZZ,YamakuniT,ChenNH.Anovelmechanismofdepression:roleforconnexins.EurNeuropsychopharmacol.;28(4):–.doi:10./j.euroneuro..01.
[5]ZhangY,BiX,AdebiyiO,etal.Venlafaxineimprovesthecognitiveimpairmentanddepression-likebehaviorsinacuprizonemousemodelbyalleviatingdemyelinationandneuroinflammationinthebrain.FrontPharmacol.;10:.doi:10./fphar..00
[6]YangSJ,SongZJ,WangXC,ZhangZR,WuSB,ZhuGQ.Curculigosidefacilitatesfearextinctionandpreventsdepression-likebehaviorsinamouselearnedhelplessnessmodelthroughincreasinghippocampalBDNF.ActaPharmacolSin.;40(10):1–.doi:10./s---4
[7]SuWJ,CaoZY,JiangCL.[Inflammatorymechanismofdepressionanditsnewstrategyfordiagnosisandtreatment].ShengLiXueBao.;69(5):–.Chinese.
[8]HuQ,ShenP,BaiS,etal.Metabolite-relatedantidepressantactionofditerpeneginkgolidesintheprefrontalcortex.NeuropsychiatrDisTreat.;14:–.doi:10./NDT.S
[9].BaiS,ZhangX,ChenZ,etal.InsightintothemetabolicmechanismofDiterpeneGinkgolidesonantidepressanteffectsforattenuatingbehaviouraldeficits
本文编辑：佚名
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