L-茶氨酸對CUMS抑郁大鼠海馬和腸道損傷的干預作用研究

陳美艷，劉芬，林勇,3*，左高隆，左穎鵬，劉仲華,3

-茶氨酸對CUMS抑郁大鼠海馬和腸道損傷的干預作用研究

陳美艷1,2，劉芬1,2，林勇1,2,3*，左高隆1,2，左穎鵬1,2，劉仲華1,2,3

1. 湖南農業大學茶學教育部重點實驗室，湖南 長沙 410128；2.國家植物功能成分利用工程技術研究中心，湖南 長沙 410128；3. 湖南省植物功能成分利用協同創新中心，湖南 長沙 410128

以SPF級SD雄性大鼠為實驗動物，建立慢性不可預見輕度應激（Chronic unpredictable mild stress，CUMS）大鼠模型，給予不同劑量-茶氨酸灌胃干預，觀察-茶氨酸對CUMS模型大鼠的抑郁樣行為、海馬和腸道組織病理變化，以及白細胞介素-6（IL-6）、腫瘤壞死因子（TNF-）、5-羥色胺（5-HT）和胰高血糖素樣肽1（GLP-1）含量的影響，探討-茶氨酸干預對CUMS抑郁大鼠海馬和腸道損傷及功能異常的作用。結果表明，相比模型組，-茶氨酸各劑量組大鼠體質量、糖水偏好、橫穿格數和站立次數、水中的活躍度、進入明箱次數及停留時間均有不同程度的改善，中劑量組（100?mg·kg-1）達到顯著水平；-茶氨酸有效修復了CUMS造成的海馬神經元損傷，降低了CUMS大鼠血清、結腸和盲腸中的IL-6和TNF-含量，并減輕結腸、盲腸組織的損傷和炎癥程度，且以中劑量組效果較好；-茶氨酸能增加CUMS大鼠海馬、大腦皮層以及結腸中5-HT、GLP-1的含量，部分條件下達到顯著水平。由此可見，-茶氨酸具有改善CUMS模型大鼠抑郁樣行為、修復海馬和腸道結構損傷以及功能異常等作用，其對“腸-腦軸”的調節可能是抗抑郁的作用機制。

-茶氨酸；抑郁樣行為；海馬；腸道損傷；腸-腦軸

抑郁癥（Depression）是一種普遍存在、威脅生命、高度反復發作的精神障礙，主要由應激性生活事件所引發，還涉及到遺傳和社會等多重因素的影響[1]，其特征是情緒低落、快感缺失和自殺率高等[2-3]。在高收入國家的成年人中，抑郁癥的患病率約為15%[4]。預計到2030年，抑郁癥在全球疾病負擔中將排名第三[5]。

抑郁的發生與大腦功能紊亂有關，尤其是大腦海馬組織損傷。大腦海馬是與情緒和認知關系密切的重要腦區，也是調節應激反應并受應激影響最重要的腦部結構之一，其結構功能損傷是誘發抑郁癥的重要因素之一[6]。近年來，“腸-腦軸”（Gut-brain axis，GBA）理論指出，應激反應造成的腸道功能損傷可能與抑郁癥密切相關，是引起全身系統性炎癥的原因之一[7-8]。一方面，一些重要的神經遞質及化學介質（如5-HT和GLP-1等）主要由腸道細胞合成分泌，腸道損傷會影響神經系統的調節作用。另一方面，腸道受損導致腸道菌群變化和內毒素進入，能夠激活免疫系統，通過“腸-腦軸”上行途徑觸發中樞神經系統中的炎癥和神經結構變性，造成大腦功能紊亂；激活的炎癥免疫反應也會進一步破壞腸道功能[9]。

-茶氨酸是茶樹中含量最高的游離氨基酸，是一種獨特的非蛋白氨基酸，2014年已被國家衛生和計劃生育委員會批準為新資源食品[10]。已有研究報道，茶氨酸具有預防糖尿病、保護神經系統和提高免疫力等保健作用[11]。有研究發現，-茶氨酸對焦慮、恐慌、抑郁和強迫癥等精神疾病具有神經保護作用[12]；長期服用-茶氨酸是安全的，并且能夠改善重度抑郁障礙患者的抑郁癥狀[13-14]。近期，-茶氨酸的抗抑郁作用受到研究人員的廣泛關注。例如，在抑郁癥小鼠模型中，綠茶可觸發抗抑郁和抗氧化活性效應[15]，茶氨酸能顯著減少應激小鼠在游泳實驗和尾部懸掛實驗中的不動時間[16-17]；在慢性不可預見輕度應激（CUMS）大鼠抑郁模型中，-茶氨酸可以明顯改善抑郁模型大鼠的行為學指標[18-19]。

已有的研究主要關注-茶氨酸對抑郁行為學的影響，較少從“腸-腦軸”的角度探討-茶氨酸的抗抑郁作用。基于此，本研究進一步優化給藥劑量，通過行為學指標評價、生理生化表征和病理組織切片的觀察，進一步探討不同劑量-茶氨酸對CUMS抑郁大鼠行為學及海馬和腸道損傷的影響，闡述相關的抗抑郁機制。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 實驗動物

SD雄性大鼠（SPF級）由湖南斯萊克景達實驗動物有限公司提供，體質量為(200±20)g，生產許可證號：SCXK（湘）2019-0004。飼料由南通特洛菲飼料科技有限公司提供，生產許可證號：蘇飼證（2019）06092。所有動物實驗均經湖南農業大學生物醫學研究倫理委員會批準[批準號：倫審科2020第（50）號]；動物飼養于湖南農業大學茶葉研究所動物實驗室，飼養環境條件為潔凈環境，溫度為20～25℃，相對濕度50%～70%，12?h∶12?h明暗交替（兩只28?W白熾燈，安裝于面積15?m2，高4?m的動物房頂部），每小時通風≥15次。試驗開始前將實驗大鼠放置在動物房中適應7?d，不限制飼料和水。

1.1.2 藥品與試劑

-茶氨酸（純度≥99%），購于湖南省三福生物科技有限公司；鹽酸氟西汀購于禮來蘇州制藥有限公司；五羥色胺（5-Hydroxytryptamine，5-HT）、胰高血糖素樣肽1（Glucagon-like peptide-1，GLP-1）、白細胞介素-6（Interleukin-6，IL-6）和腫瘤壞死因子（Tumor necrosis factor，TNF-）ELISA試劑盒購于華美生物工程有限公司。

1.1.3 儀器與設備

多功能酶標儀（賽默飛世爾上海儀器有限公司），MIKRO 22R冷凍離心機（德國Hettich公司），AllegraX-22R臺式離心機（美國貝克曼公司），壓力蒸汽滅菌鍋（上海中安醫療器械廠），AEU-210湘儀電子天平（長沙湘儀天平儀器公司），移液槍（美國Thermo公司），病理切片機（上海徠卡儀器有限公司）、石蠟包埋機（武漢俊杰電子有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 動物分組及干預方法

所有大鼠適應性飼養1周后禁水24?h，進行糖水偏好實驗和曠場實驗，剔除不活躍的大鼠（確保建模前所有大鼠活躍度一致），按體質量將大鼠分成6組，每組10只，分別為對照組（CK）、模型組（CUMS）、鹽酸氟西汀組（FLX）、茶氨酸低劑量組（LLT）、茶氨酸中劑量組（MLT）、茶氨酸高劑量組（HLT）。

除對照組外，其余各組大鼠每天隨機接受一種刺激，參照文獻[20]稍作修改，建立SD大鼠CUMS抑郁模型。刺激包括禁食（24?h）、禁水（24?h）、鼠籠45°傾斜（24?h）、照明（24?h）、水平搖晃（5?min）、夾尾巴（1?min）、禁食禁水（24?h）、濕墊料（24?h）、4℃游泳（5?min），每種刺激不連續出現，持續刺激28?d。

1.2.2 受試物的配制

成年人（平均體重60?kg）每天飲茶量以泡飲5～15?g干茶為宜[21]，茶氨酸占茶葉干重1%～2%[22]。參照文獻[23]，采用千克體重劑量折算系數法，成年人和大鼠的每千克體重劑量系數為6.25，若成年人每日飲茶量為10?g，即166.67?mg·kg-1·d-1，則大鼠的飲茶劑量應該為1?041.69?mg·kg-1·d-1（1.042?g·kg-1·d-1）。已知茶氨酸占茶葉干重2%，則1?g茶葉含0.02?g茶氨酸，故設計-茶氨酸低劑量組為20?mg·kg-1，結合課題組前期研究[19]，設計中、高劑量分別為100、500?mg·kg-1·d-1。

成年人（60?kg）鹽酸氟西汀的推薦劑量為20?mg·kg-1·d-1，參照文獻[24]中動物劑量換算方法，結合說明書將人體推薦劑量換算為大鼠的劑量，則大鼠氟西汀劑量為2.06?mg·kg-1·d-1。

1.2.3 動物實驗設計

各處理組大鼠每天早上9：00接受灌胃，對照組和模型組灌服等體積水，灌胃體積為10?mL·kg-1·d-1，連續灌胃28?d。在試驗7、14、21、28、35?d分別測定各組大鼠體質量，在試驗35?d測定各組大鼠糖水偏好[24-25]（圖1）。糖水偏好測試方法為：在每個飼養籠中放置兩個水瓶，分別裝有200?mL蒸餾水和200?mL 1%蔗糖溶液；大鼠適應糖水1?h后，禁水24?h，次日進行糖水偏好測試。測量并記錄兩種液體的消耗量，糖水偏好度/%=蔗糖溶液消耗量÷（蔗糖溶液消耗量＋蒸餾水消耗量）×100%。在36、37、38?d分別進行明暗箱實驗、曠場實驗、強迫性游泳實驗。在39?d，各組大鼠注射2%戊巴比妥鈉麻醉，腹主動脈取血，每次采血不超過5?min，并迅速于冰上解剖腦組織、海馬組織和腸道組織。

1.2.4 明暗箱實驗

明暗箱實驗參照文獻[26]做適當修改，明暗箱由兩個40?cm×40?cm×40?cm的紙箱組成，中間由40?cm×15?cm×15?cm的不透光通道連接，明箱無蓋，且中心上方40?cm處懸置一個45?W的白熾燈；暗箱上方可開合，測試開始后蓋實并加黑布覆蓋，確保全遮光。測試時，提前安置好攝像裝置，將大鼠置于暗箱，記錄7?min內每只大鼠出現在明箱的次數和停留時間。

注：SPT表示糖水偏好實驗；LDB表示明暗箱實驗；OFT表示曠場實驗；FST表示強迫性游泳實驗

1.2.5 曠場實驗

參照文獻[27]自制曠場箱，長×寬×高為100?cm×100?cm×50?cm的無蓋木箱，箱子底部由白色實線劃分為25個20?cm×20?cm的小方格。在裝有兩只28?W白熾燈、面積15?m2、高4?m的動物房中，提前安置好攝像裝置，保持室內安靜，將大鼠置于木箱底部格子的正中央，操作人員迅速離開，讓大鼠自由探索5?min，且確保每只大鼠的放置位置一致；通過錄像觀察并記錄大鼠在5?min內穿越格子的次數和站立次數（前肢同時離地的次數）。

1.2.6 強迫性游泳實驗

將單只大鼠放在高80?cm，直徑40?cm的圓柱形塑料桶中，桶中水溫25℃，水高40?cm（大鼠四肢無法觸碰到桶底）。總游泳時間為6?min，前2?min為適應性游泳階段，通過雙盲法記錄后4?min大鼠的不動時間（大鼠四肢停止劃水，放棄掙扎，整個身軀呈漂浮狀態，頭部始終保持在水面以上的時間）。

1.2.7 取樣及樣品分析

所有行為學測試完成后，次日用2%戊巴比妥鈉麻醉大鼠，于冰上斷頭取大腦皮層、海馬組織，剖腹取結腸和盲腸組織。用ELISA試劑盒檢測各處理組大鼠海馬組織、皮層組織、結腸組織中的5-HT和GLP-1，以及血清、結腸和盲腸中的IL-6和TNF-含量。另取完整腦部組織、2?cm盲腸和結腸組織，用4%多聚甲醛固定后，常規石蠟包埋切片，用于HE染色，腦組織還用于Nissl染色，顯微鏡下拍照觀察，利用Caseviewer圖像分析軟件（濟南丹吉爾電子有限公司）觀察大鼠海馬各區、盲腸和結腸組織的病變情況并分析。

1.3 數據處理

2 結果與分析

2.1 L-茶氨酸對大鼠體質量和進食量的影響

各組大鼠在建模過程中體質量和進食量的變化如表1所示。7～35?d，各處理組大鼠體質量均增加，CK組每周增長幅度較大且穩定，而CUMS組增長緩慢，CK組大鼠體質量增長顯著高于CUMS組（＜0.01）。與CUMS組相比，FLX組在14?d和35?d體質量極顯著增加（＜0.01），在21?d顯著增加（＜0.05）；MLT組大鼠體質量在14～35?d均極顯著性增加（＜0.01），而LLT組和HLT組分別在21?d和14?d后與CUMS組無顯著差異（＞0.05）。這些結果表明，-茶氨酸能夠不同程度地增加CUMS模型大鼠的體質量，尤其中劑量達到顯著水平。而在進食量方面，-茶氨酸各劑量組大鼠的進食量與CUMS組均無顯著性差異（＞0.05）。

2.2 L-茶氨酸對CUMS大鼠行為學指標的影響

2.2.1 糖水偏好度分析

如圖2-A所示，造模28?d后，CUMS組大鼠對糖水的偏好度較CK組極顯著降低（＜0.01）。與CUMS組相比，FLX組顯著提高大鼠糖水偏好度（＜0.01），-茶氨酸各劑量組在一定程度上改善了大鼠的糖水偏好度，尤其MLT組達到顯著水平（＜0.05）。說明-茶氨酸能有效提高CUMS大鼠的糖水偏好度。

表1 不同處理下大鼠體質量和進食量增長變化

注：與對照組比較，#＜0.05，##＜0.01；與模型組比較，*＜0.05，**＜0.01。下同

Note: Compared with CK group,#＜0.05,##＜0.01. Compared with CUMS group,*＜0.05,**＜0.01. The same below

注：A為糖水偏好實驗；B和C為明暗箱實驗；D為強迫性游泳實驗；E和F為曠場實驗

2.2.2 明暗箱實驗結果分析

大鼠焦慮行為可以通過測定其在暗箱中的等待時間確定[26]。試驗結果顯示（圖2-B和2-C），CUMS組5?min內出現在明箱的次數和停留時間極顯著低于CK組（＜0.01）。與CUMS組大鼠相比，FLX組極顯著增加大鼠明箱出現次數和停留時間（＜0.01），-茶氨酸各劑量組大鼠在明箱的出現次數也有不同程度地增加，但無顯著差異（＞0.05）（圖2-C）；另外，-茶氨酸中劑量顯著增加大鼠在明箱的停留時間（＜0.05），而低、高劑量組雖有增加，但無顯著差異（圖2-B）。這說明-茶氨酸對CUMS大鼠的焦慮行為有一定的改善作用。

2.2.3 強迫性游泳實驗結果分析

大鼠在水中的靜止時間增加表明逃避欲望降低，可能與抑郁癥的無助癥狀相似。與CK組相比，CUMS組的不動時間極顯著增加（＜0.01）。與CUMS組相比，-茶氨酸中劑量極顯著降低大鼠在水中的不動時間（＜0.01），改善效果與FLX組相當，-茶氨酸低、高劑量組有降低，但無顯著差異（圖2-D）。

2.2.4 曠場實驗結果分析

曠場模擬實驗可以作為評估動物抑郁樣行為的指標，正常大鼠通常會因探索敞箱的中心區域而花費更多時間[27]。圖2-E和2-F表明，CUMS組大鼠的總跨越格子數和站立次數均明顯低于CK組（＜0.01）。與CUMS組相比，-茶氨酸各組不同程度的提高了CUMS大鼠的跨越格子數和站立次數。以上結果說明了-茶氨酸能夠一定程度上提高CUMS模型大鼠的探索能力。

2.3 L-茶氨酸對CUMS大鼠海馬組織病理的影響

2.3.1 大鼠海馬HE染色結果分析

海馬由CA1區、CA3區和齒狀回（DG區）3個主要亞區組成，HE染色后如圖3所示。比較分析各組大鼠海馬3個亞區的400倍圖譜發現，CK組海馬CA1區和CA3區神經細胞的細胞核、胞漿清晰可見，細胞形態飽滿（綠色箭頭）。CUMS組經應激處理后，CA1區、CA3區和DG區神經元排列松散紊亂，神經元死亡消失或發生形態改變，胞漿減少，結構形態較差（黑色箭頭）。與CUMS組相比，-茶氨酸各組大鼠海馬CA1區、CA3區和DG區神經細胞的形態基本正常，沒有明顯核固縮現象；其中-茶氨酸低、中劑量組改善效果趨近于FLX組；說明長期的應激刺激對大鼠大腦造成了損傷，神經元損傷或缺失，-茶氨酸具有明顯的改善作用。

2.3.2 大鼠海馬Nissl染色的結果分析

研究表明，海馬神經元的再生能夠調節人的情緒和行為，增強記憶和儲備[28]，Nissl小體結構變化可作為神經元受損的標志[29]。Nissl染色后海馬整體組織切片圖如圖4所示，CK組海馬CA1區和DG區神經細胞排列整齊、緊密，Nissl小體清晰。與CK組相比，CUMS組大鼠海馬CA1區和CA3區的神經細胞排列松散，3個區的Nissl體淺染甚至溶解，Nissl陽性細胞數明顯減少。經氟西汀和-茶氨酸干預后，可明顯改善CUMS誘導的海馬神經元損傷，尤其是MLT組大鼠CA1區和CA3區的神經細胞排列更整齊、密集，Nissl體染色深于CUMS組，說明-茶氨酸對由慢性應激造成的海馬神經元損傷起到了保護作用。

2.4 L-茶氨酸對CUMS大鼠腸道組織病理的影響

如圖5-A所示，CK組大鼠結腸腸壁結構完整，即黏膜層、黏膜下層、肌層、漿膜4層組織結構清晰；腺體排列整齊，杯狀細胞豐富，無炎癥細胞浸潤及絨毛壞死脫落。CUMS組大鼠腸黏膜組織遭到破壞；固有層出現以淋巴細胞為主的炎性細胞浸潤（黑色箭頭），腺體減少，杯狀細胞減少，腸絨毛排列紊亂；漿膜與肌層之間結合不緊密（綠色箭頭）。FLX組的結腸組織結構得到明顯改善；-茶氨酸各劑量組大鼠的結腸組織結構無明顯損壞，腸壁結構完整，腺體排列較CUMS組整齊，損傷有所減輕，且炎癥細胞浸潤黏膜層有明顯的減少。說明-茶氨酸可以改善CUMS誘導的結腸組織損傷，修復結腸組織結構，其中-茶氨酸中劑量組尤為明顯。

盲腸組織切片結果顯示（圖5-A），CK組大鼠盲腸黏膜形成的皺襞排列整齊均勻，無斷裂，腸腺、血管分布于固有層和黏膜下層內。CUMS組黏膜上皮的腸絨毛排列紊亂甚至部分脫落（藍色箭頭），黏膜層部分腸腺出現炎性細胞浸潤（黑色箭頭），形態結構部分破壞。與CUMS組相比，FLX組和MLT組明顯改善了盲腸細胞的炎癥現象，恢復了大鼠盲腸黏膜的固有結構，說明-茶氨酸可以修復CUMS誘導造成的盲腸組織損傷。

圖3 大鼠海馬病理組織切片

圖4 大鼠海馬組織Nissl染色切片

圖5-B是利用Image-Pro Plus 6.0軟件計算的結腸和盲腸炎癥面積占比，通過計算分析，CUMS組炎癥細胞浸潤面積占比顯著大于CK組（＜0.001）；與CUMS組相比，氟西汀和-茶氨酸處理組的炎癥面積占比明顯減少（＜0.01或＜0.001），說明-茶氨酸能夠有效減輕CUMS大鼠腸道炎癥，具有一定的修復作用。

注：與對照組相比，＃P＜0.05，##P＜0.01，###P＜0.001；與模型組相比，*P＜0.05，**P＜0.01，***P＜0.001。下同

2.5 L-茶氨酸對CUMS大鼠血清、結腸和盲腸炎癥的影響

大鼠的血清、結腸和盲腸IL-6、TNF-含量如表2所示。與CK組相比，CUMS組大鼠表現出了較強的炎癥反應（＜0.01或＜0.001），表明慢性應激會損傷腸道組織結構，引發炎癥；與CUMS組相比，氟西汀和茶氨酸低、中劑量處理均明顯降低了大鼠血清、結腸和盲腸的IL-6、TNF-含量（＜0.05或＜0.01或＜0.001）；而茶氨酸高劑量處理僅顯著降低了血清中TNF-和結腸中IL-6含量（＜0.01）。

2.6 L-茶氨酸對CUMS大鼠5-HT和GLP-1含量的影響

5-HT是參與情緒的主要神經遞質，而神經遞質系統參與了神經元的生成和突觸的重塑過程。GLP-1被認為是連接“腸-腦軸”的化學介質之一[30]。如圖6所示，與CK組相比，4周應激過程導致CUMS組大鼠的海馬、大腦皮層和結腸的5-HT和GLP-1含量極顯著降低（＜0.01），經-茶氨酸處理后，大鼠海馬和大腦皮層中5-HT和GLP-1含量與CUMS組相比均不同程度增加。在結腸組織中，與CUMS組相比，LLT組和MLT組極顯著增加了結腸5-HT水平（＜0.01），而HLT組與CUMS組無顯著差異（＞0.05，圖6-C）；FLX組結腸GLP-1含量較CUMS組有所升高，但未達顯著水平（＞0.05），LLT組和MLT組結腸GLP-1的含量較CUMS組分別增加了24.22%和23.35%，但差異不顯著（＞0.05，圖6-F）。這些結果表明，-茶氨酸能有效增加CUMS大鼠海馬、皮層及結腸中神經遞質5-HT、神經肽GLP-1的含量，但不同劑量間存在差異。

3 討論

抑郁癥正成為威脅人類健康和影響人們生活的嚴重疾病，抑郁情況較嚴重者需要考慮藥物（如氟西汀）干預治療。近年來，尋找高效、安全的天然產物來改善抑郁行為已成為社會迫切需求和研究熱點。研究發現，CUMS可用于模擬抑郁癥的壓力源來制作抑郁動物模型[31-32]。本研究中，CUMS組大鼠的體質量及糖水的喜好度、明箱中停留時間、敞箱中活躍度以及在水中掙扎時間極顯著低于CK組，表明CUMS方法建模成功；-茶氨酸處理有效改善了CUMS大鼠的抑郁行為，部分結果接近于陽性藥物氟西汀的效果，說明-茶氨酸對CUMS大鼠的抑郁行為有明顯的干預效果。

表2 L-茶氨酸對CUMS大鼠血清、結腸和盲腸中IL-6、TNF-α含量的影響

圖6 L-茶氨酸對CUMS大鼠海馬、大腦皮層和結腸中5-HT和GLP-1含量的影響

彭彬[33]研究發現，-茶氨酸的抗抑郁效果與劑量呈現正相關（劑量5?mg·kg-1·d-1＜劑量20?mg·kg-1·d-1＜劑量100?mg·kg-1·d-1）。為尋找更優的給藥濃度范圍，本研究設計了-茶氨酸更高劑量等比例梯度20、100、500?mg·kg-1·d-1。結果顯示，-茶氨酸的抗抑郁效果并非劑量越高越好；整體上來說，-茶氨酸抗抑郁效果是劑量100?mg·kg-1·d-1＞劑量20?mg·kg-1·d-1＞劑量500?mg·kg-1·d-1。500?mg·kg-1·d-1-茶氨酸干預的CUMS大鼠14?d以后體質量與CUMS組無顯著差異（＞0.05），幾項行為學中僅曠場實驗中的跨格數與CUMS組有顯著差異（＜0.05），且MLT組Nissl染色切片中大鼠海馬組織存在一定損傷現象，血清和腸道炎癥因子（IL-6和TNF-）含量與CUMS組無顯著性差異，改善效果均不及LLT組和MLT組。以上結果表明，過高劑量的-茶氨酸可能會產生一定的毒副作用，從而影響其修復海馬和腸道損傷以及調節抑郁行為的作用效果。茶氨酸每日食用量應不多于0.4?g[10]，換算成大鼠的劑量約為42?mg·kg-1·d-1，遠低于本研究中高劑量-茶氨酸的使用劑量，但也有-茶氨酸的安全性評價研究指出，-茶氨酸的使用劑量可以達到4?000?mg·kg-1·d-1[34]。

大腦中的海馬體管理著人類的學習、記憶和情緒認知。研究表明，CA1、CA3和DG區容易受到壓力的影響，會通過神經元的樹突分枝和脊椎密度的減少而導致其體積減少[35]，故海馬可能在嚴重抑郁癥的發病機制中發揮關鍵作用。在嚙齒動物中，腹側海馬與焦慮調節有關，該區域的損傷會改變焦慮樣行為和活動水平[36]。同時，應激刺激引起的神經沖動經由神經－內分泌傳送到腸神經系統或通過迷走神經作用于腸肌纖維和腸血管組織[37]，收縮腸道平滑肌和血管，調節腸道動力，改變腸道黏膜和支配腸道供血、供氧，從而破壞正常的屏障功能[38]。一旦這種屏障的完整性被破壞，炎癥紊亂和代謝穩態失衡就會因為屏障損傷而開始并持續下去[39-40]。迷走神經作為“腸-腦軸”的重要組成部分，使中樞神經系統參與和調節腸神經系統[41]。本研究中，CUMS組大鼠的海馬神經細胞和腸道組織結構的損傷，以及腸道炎性細胞浸潤和促炎因子（IL-6和TNF-）過量表達都表明長期的不良應激引起了大腦海馬功能紊亂，并基于“腸-腦軸”造成了腸道特別是腸道屏障功能的破壞，腸道功能紊亂將繼續引起局部和外周免疫激活，加重抑郁樣行為；而氟西汀的干預作用能明顯逆轉不良應激引起的上述不利變化；同時-茶氨酸特別是低中劑量的干預處理也明顯改善CUMS對大鼠海馬和腸道結構功能的損傷，其根本原因可能是一定濃度范圍的-茶氨酸能調節或優化腸道菌群結構，修復腸道及腸粘膜屏障功能，改善了機體的炎癥現象，從而改善了海馬結構損傷，阻斷惡性循環；而高劑量-茶氨酸整體改善效果不及低、中劑量，可能是由于過高濃度的-茶氨酸引起腸道菌群結構的一些不利變化，從而影響其改善效果。

此外，大量研究表明，調節單胺類神經遞質及化學介質濃度可以緩解抑郁癥癥狀[42]。5-HT是一種抑制性神經遞質，參與痛覺情緒、食欲、睡眠和體溫等生理功能的調節[43-44]，而人體內90%以上的5-HT是由腸道內的腸嗜鉻細胞合成[44]。GLP-1是一種腸內分泌肽，參與了食物攝取的神經調節、體重、下丘腦-垂體-腎上腺軸的調節，可通過血腦屏障進入腦組織，與腦內GLP-1受體結合發揮對應激的生物學作用[45]。本研究結果顯示，-茶氨酸能增加CUMS大鼠海馬、大腦皮層和結腸中5-HT、GLP-1的含量，部分條件下達到顯著水平；-茶氨酸低、中劑量的改善效果趨近于鹽酸氟西汀，均顯著優于高劑量組，這可能是因為茶氨酸在低劑量下（推薦劑量20?mg·kg-1·d-1）就達到了一個較好的藥效水平（藥效的平臺期），而過高劑量（500?mg·kg-1·d-1）-茶氨酸會對腸道菌群結構及腸道功能產生不利影響，從而影響了一些神經遞質及化學介質的釋放。以上結果進一步表明，適合濃度的-茶氨酸可以基于“腸-腦軸”調節腸道及海馬功能，從而較好地改善抑郁樣行為。

綜上所述，-茶氨酸能夠對CUMS誘導的大鼠抑郁樣行為、海馬及腸道損傷起到一定防治作用，其抗抑郁作用可能與對大鼠海馬和腸道的保護，以及調節與抑郁發生相關的神經遞質和化學介質的釋放有關。本研究從“腸-腦軸”整體水平闡述了-茶氨酸的抗抑郁作用及可能機制，為進一步探究抑郁癥的干預機制及茶氨酸的高值化利用提供基礎。

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Intervention Effects of-Theanine on the Damage of Hippocampus and Gut in CUMS Depressed Rats

CHEN Meiyan1,2, LIU Fen1,2, LIN Yong1,2,3*, ZUO Gaolong1,2, ZUO Yingpeng1,2, LIU Zhonghua1,2,3

1. Key Lab of Tea Science of Ministry of Education, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2. National Research Center of Engineering Technology for Utilization of Botanical Functional Ingredients, Changsha 410128, China; 3. Hunan Collaborative Innovation Center for Utilization of Botanical Functional Ingredients, Changsha 410128, China

Using SPF-grade SD male rats as experimental animals, a rat model of chronic unpredictable mild stress (CUMS) was established and different doses of-theanine were given intragastrically for intervention. Then, the effects of-theanine on the depression-like behaviors, histopathological changes and the levels of interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor alpha (TNF-), 5-hydroxytryptamine (5-HT) and glucagon-like peptide 1 (GLP-1) contents of hippocampus and gut were observed and evaluated, which aimed to explore the intervention effects of-theanine on the structural damage and dysfunction of hippocampus and gut in CUMS depressed rats. The results show that, compared with the model group, pretreatment with different doses of-theanine improved the body weight,sugar-water preference, number of crossing and rearing, activity in water, number of entering the light box and the duration time of ratsat different degrees, especially the middle-dose group (100?mg·kg-1) reached a significant level.-theanine effectively repaired hippocampal neuron damage caused by CUMS, reduced IL-6 and TNF-levels in serum, colon and cecum and attenuated the damage and inflammation degree of the colon and cecum tissues, and the middle-dose group also exhibited better effect.-theanine could increase the contents of 5-HT and GLP-1 in hippocampus, cerebral cortex and colon of CUMS rats, and reached significant levels under some conditions. These results indicate that-theanine can effectively improve the depression-like behavior, structural damage and dysfunction of hippocampus and gut in CUMS model rats, and its regulation of ‘gut-brain axis’ may be the action mechanism of anti-depression.

-theanine, depression-like behavior, hippocampus, gut damage, gut-brain axis

S571；R749.4

A

1000-369X(2021)04-511-14

2020-11-02

2021-03-13

湖南省自然科學基金項目（2020JJ4351、2017JJ3106）、湖南省教育廳科學研究重點項目（19A223）、湖南省科技特派員創新創業項目（2020NK4260）

陳美艷，女，碩士研究生，主要從事茶葉功能成分利用相關研究。*通信作者：ly2005306@163.com

（責任編輯：黃晨）