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来源于《中华中医药学刊》，,39（1）

基于信号通路的中药抗抑郁症作用机制研究进展

王金梦，杨玉，刘星玥，陈春林

(宜春学院化学与生物工程学院，江西宜春)

抑郁症(depression)是以情绪低落、悲观、睡眠障碍等为主要特征的情志疾病，严重者常伴有自杀的念头或行为。抑郁症属于中医情志病范畴，病因是情志内伤，病位在脑，病理变化和心、肝、脾关系密切，中医治法当以宣通郁结为法。在西医治疗中，抑郁症基于单胺类神经递质假说以及受体假说等理论，尚不能完全明确阐述抗抑郁药的作用机制。目前抗抑郁西药在治疗抑郁症的过程中存在诸多不良反应且起效迟缓，因此越来越多的研究试图寻找具有起效快、不良反应小的抗抑郁中药。笔者通过综述发现，抗抑郁药物的作用机制涉及多种细胞的信号转导过程，包括cAMP信号通路、MAPK信号通路、BD-NF信号通路、mTOＲ信号通路等细胞信号通路。这一系列的信号转导途径具有级联放大作用，可以在下游产生神经生物效应，促进神经突触的再生，进而发挥抗抑郁的作用。本文着重阐述与抑郁症相关几种信号通路及其在中药治疗抑郁症中的作用，为发掘更多的抗抑郁中药提供思路。

1cAMP信号通路

早期抑郁症信号转导通路的研究主要集中在G蛋白上，且与抑郁症相关的单胺类神经递质受体均为G蛋白偶联受体。多数抗抑郁药可增加脑内单胺类神经递质的水平，G蛋白与细胞上特定受体结合，激活AC(腺苷酸环化酶)催化ATP水解成形成cAMP(环磷酸腺苷)，进一步激活PKA(蛋白激酶A)使PKA磷酸化激活CＲEB(cAMP反应元件结合蛋白)信号转导通路，将细胞外信号传递到细胞内，改变功能蛋白活性和基因表达模式，形成新的突触，从而发挥抗抑郁作用。

1.1基于AC－cAMP－PKA信号通路的抗抑郁中药在多项动物实验中，中药通过AC－cAMP－PKA信号通路发挥抗抑郁作用机制得到验证。佟海英等建立慢性应激抑郁模型，观察蒙药槟榔十三味丸对大鼠海马和前额叶皮层AC－cAMP－PKA信号通路的影响，结果表明蒙药槟榔十三味丸可通过升高大鼠海马、前额叶皮层中AC活性、cAMP和PKA含量来发挥抗抑郁作用。另一项研究中吐尔逊阿依·卡米力等研究发现，异常黑胆质成熟剂中、高剂量组相较于抑郁模型大鼠组体质量增加量升高，糖水消耗量增加，水平穿越格数，直立次数增加。进一步探究其作用机制，对大鼠海马cAMP、PKA、p－CＲEB1水平进行检测，中高剂量组的抑郁模型大鼠海马中的cAMP、PKA、p－CＲEB1水平明显高于抑郁大鼠模型组。张学礼等使用甘麦大枣汤加味对大鼠抑郁模型进行治疗，通过行为学实验和测定大鼠海马中cAMP、PKAmＲNA发现，甘麦大枣汤加味能够通过下调cAMP和PKA的表达水平起到纠正抑郁症模型大鼠行为学变化。

1.2基于5－HT1A–cAMP－CＲEB信号通路的抗抑郁中药WEIH等建立慢性应激抑郁大鼠模型，探讨黄精皂苷的抗抑郁作用及部分机制，结果发现黄精皂苷具有抗抑郁作用，且作用机制与5－HT1AＲ(5－羟色胺1A受体)及其介导的5－HT1AＲ－cAMP/PKA－CＲEB通路有关。实验中黄精皂苷能够上调CUMS大鼠海马的5－HT1AＲ、cAMP、PKA、CＲEB水平，从而改善抑郁模型大鼠的抑郁行为。另一项研究中，王晓龙等研究舒郁胶囊抗抑郁作用机制，结果发现舒郁胶囊同样可以显著性降低抑郁模型大鼠胃、肠组织中5－HT1AＲ水平，增加cAMP含量及CＲEB磷酸化的表达，提示舒郁胶囊可通过下调胃、肠组织中5－HT1AＲ蛋白表达，上调其下游信号通路中cAMP含量、CＲEB磷酸化水平发挥抗抑郁作用。还有一项研究中，LIYC等研究发现姜黄素可以增强抑郁模型大鼠血小板和不同脑区AC活性，上调cAMP和CＲEB水平，抑制5－HT(1A/1B/7)Ｒ的表达。这项动物实验提示姜黄素的抗抑郁作用可能是通过5－HT1AＲ/cAMP/CＲEB通路实现的。

2cGMP信号通路

环磷酸鸟苷(cGMP)是一种细胞内级联信号转导通路，在海马和大脑区均有表达，参与了突触可塑性和抑郁症的发生。目前研究较多的是NO－cGMP通路，其大致过程如下:兴奋性氨基酸如谷氨酸通过结合突触后膜的N－甲基－D－天冬氨酸受体，激活一氧化氮合酶催化L－精氨酸氧化生成NO和瓜氨酸，NO与鸟苷酸环化酶(GC)结合，激活GC将GTP转化成cGMP，引起谷氨酸升高，形成NO/cGMP通路，从而放大神经毒性和神经元损伤，最终导致抑郁。王景霞等探究芍药苷抗抑郁作用与NO－cGMP通路相关性发现，芍药苷在小鼠悬尾急性应激模型中表现出明显的抗抑郁作用，其抗抑郁机制可能与下调NO－cGMP通路，减少过量的NO，降低cGMP表达有关。FreitasAE等发现南美洲蚁木树皮醇提物能明显缩短悬尾抑郁模型小鼠的不动时间，其抗抑郁作用是通过阻断NMDA受体，减少大脑皮层NO的合成，下调NO－cGMP通路实现的。

3CaMK信号通路

钙调蛋白激酶(CaMK)是控制Ca2+流动的主要信号通路，在突触可塑性和学习记忆中起到关键作用。其生物学过程大致为:NMDA受体激活→胞内Ca2+释放→Ca2+与钙调蛋白(CaM)结合→激活CaMKII→CＲEB磷酸化→调节基因转录→生物效应。其中CaMKII是一种在脑组织高度表达的蛋白激酶，活化的CaMKII可激活谷氨酸受体，从而改变神经元的兴奋性以及突触蛋白的合成，在抑郁症及抑郁症的治疗机制中发挥重要作用。袁丽等建立慢性不可预见性温和加孤养模型，研究百合知母汤的抗抑郁作用以及对抑郁大鼠海马组织钙调蛋白信号通路的影响。结果发现百合知母汤通过提高抑郁大鼠海马组织CaM、CaMKII和CREB等水平，可以改善抑郁大鼠海马神经元的损伤发挥抗抑郁作用。在另一项实验中张曼等观察加味温胆汤对抑郁大鼠海马CaMK信号通路的影响。采用WesternBlot免疫印迹法检测大鼠海马N－甲基－D－天冬氨酸受体1(NMDA－NR1)钙调素(CaM)、CaMKⅡ蛋白表达变化，结果表明加味温胆汤可抑制模型组大鼠海马NMDA－NR1、CaM、CaMKII蛋白表达水平。这两项实验验证了中药可能通过抑制CaMK信号通路发挥抗抑郁效应。

4MAPK信号通路

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)已被证实在行为、学习和记忆等方面起到关键调节作用，目前已发现的MAPK通路有:调节激酶(EＲK1/2)、c－JunN端激酶(JNK)/应激活化蛋白激酶(SAPK)、p38、EＲK3/4和EＲK5，其中EＲK1/2通路与抑郁症关系最为密切。EＲK通路信号级联反应的大致过程:激活一种小分子G蛋白ＲaS→活化MAPK激酶激酶(MAPKKK，ＲAF)→活化MAPK激酶(MAPKK，MEK)→活化EＲK1/2→活化核糖体S6激酶(ＲSK)→CＲEB磷酸化→调节基因转录→生物学效应。YUANPX等进一步研究了EＲK信号通路对精神分裂症、重症抑郁症和双相情感障碍疾病的影响，患者尸检报告显示Ｒap－1，B－Ｒaf，MEK1，MEK2，EＲK1/2，ＲSK和CＲEB蛋白水平低于对照组，提示EＲK信号通路可能参与精神疾病的病理生理过程。

4.1基于EＲK1/2信号通路的抗抑郁中药为验证MAPK家族EＲK1/2信号通路抗抑郁作用，王素娥等通过建立大鼠慢性轻度不可预见性应激配合孤养模型来探讨柴胡疏肝散的抗抑郁作用及机制，结果发现柴胡疏肝散具有抗抑郁作用，且可以通过促进抑郁大鼠海马EＲK1/2mＲNA的表达来发挥抗抑郁作用。宁海燕等发现参归仁合剂可上调产后抑郁大鼠额叶、海马、下丘脑内p－MEK1，MEK1蛋白表达，改善大鼠产后抑郁症状。提示其抗抑郁作用机制可能与EＲK1/2信号通路有关。

4.2基于JNK信号通路的抗抑郁中药JNK信号通路为MAPK家族中的一员，是一类丝氨酸\苏氨酸蛋白激酶，介导细胞凋亡。LIYH等探讨柴胡疏肝散对抑郁模型大鼠抗抑郁作用，复制经典的慢性轻度不可预见性应激抑郁大鼠模型，通过实时荧光定量和WesternBlot检测JNK蛋白在海马的表达，结果发现柴胡疏肝散可明显改善抑郁大鼠的抑郁状态，且其抗抑郁机制与调节海马JNK表达水平有关。模型组大鼠海马中JNKmＲNA和p－JNK蛋白的表达水平明显增加，而盐酸氟西汀和柴胡疏肝散能够调节JNK水平的升高。在另一项研究中，柴胡疏肝散还可以降低抑郁大鼠模型血液中TNF－α、IL－6的水平，增加海马p38MAPK降低EＲK－5水平。完整的解释了柴胡疏肝散抗抑郁作用机制可能是通过MAPK信号通路发挥作用。赵洪庆等采用尾静脉注射链脲佐菌素联合慢性应激建立糖尿病并发抑郁症大鼠模型，探究左归降糖解郁方保护糖尿病并发抑郁症大鼠海马神经元的可能作用机制。结果表明左归降糖解郁方能显著改善糖尿病并发抑郁症大鼠血糖值和抑郁行为，其作用机制可能与抑制JNK/Elk－1/c－fos通路，降低凋亡相关因子JNK、Elk－1(转录激活因子ETS样蛋白1)、c－fos等的表达有关。

5BDNF信号通路

BDNF(脑源性神经营养因子)属于神经营养因子家族一员，广泛表达于中枢神经系统，有调节神经元成熟、突触形成以及突触可塑性等功能。研究表明，与正常小鼠相比，抑郁模型小鼠前额叶皮层和海马中BDNF的表达量降低，提示抑郁症与BDNF的表达有关，BDNF及其信号通路可能参与并介导了抑郁症的发生。目前BDNF信号通路是研究较广泛的抗抑郁作用靶点，涉及的信号通路主要包括以cAMP为交汇点的EＲK1/2通路CaMKⅡ、NO通路，和在TrkB(受体型酪氨酸激酶Trk酪氨酸激酶B)交汇的NF－κB通路和Akt(蛋白激酶B)通路。BDNF在神经可塑性变化导致的抑郁症之间发挥桥梁作用。

5.1基于EＲK－CREB－BDNF信号通路的抗抑郁中药有多项动物实验验证了EＲK－CREB－BDNF这一信号通路。肖哲等采用慢性应激不可预见性大鼠抑郁模型(CUMS)，评价柴胡郁金汤及柴胡皂苷A+姜黄素抗抑郁作用机制，胡郁金汤及柴胡皂苷A+姜黄素能够改善CUMS引起的EＲK、CREB、BDNF的减少。彭希等采用CUMS加孤养的方式建立小鼠抑郁模型对逍遥散的抗抑郁作用机制进行深入研究，发现逍遥散能显著提高CUMS小鼠海马部位CREB、BDNFmＲNA及皮质部位BDNFmＲNA的表达量，对皮质部位CREBmＲNA表达、海马部位pEＲK1/2蛋白表达和血清BDNF水平有提高趋势，这提示逍遥散抗抑郁作用与CREB－BDNF信号通路有关。然而越鞠甘麦大枣汤则是通过下调小鼠海马中的PIK的表达，引起CREB表达水平的下调和BDNF的上调起抗抑郁作用。所以PIK－CREB－BDNF通路在抗抑郁作用中的机制还需进一步研究。

5.2基于BDNF－TrkB信号通路的抗抑郁中药为验证芍药苷是否通过BDNF－TrkB发挥抗抑郁作用。董海影通过实验发现，芍药苷能够保护皮质酮诱导的SD大鼠原代培养海马神经元损伤，增加与神经突触可塑性有关的TrkB和BDN-FmＲNA的水平，这提示芍药苷的神经修复作用可能与TrkB－BDNF信号通路有关。YEYL等发现黄连解毒汤有增加大鼠糖水偏好，增加旷场试验中的大鼠自发活动时间，减少大鼠强迫游泳不动时间等作用。进一步研究表明其作用机制可能与增加大鼠海马体内TrkB、BDNF、CREB/P－CREB的表达水平，降低TNF－α、iNOS水平和降低IL6/IL10比率有关。

5.3基用于cAMP－CREB－BDNF信号通路的抗抑郁中药为阐明交泰丸抗抑郁作用机制，雒明池等构建CUMS大鼠抑郁模型，通过检测大鼠海马组织中cAMP、p－CREB、BDNF、PDE含量，大鼠海马、皮层中的BDNFmＲNA的含量，大鼠血浆中cAMP的含量，以及大鼠海马组织p－CREB阳性细胞的表达分析后发现，中国古方交泰丸低、中、高剂量组均能够不同程度地升高大鼠血浆中和海马组织中cAMP的含量，升高大鼠海马组织中p－CREB、BDNF的含量，上调海马组织细胞中p－CREB的表达水平。该作者在另一项实验中采用相似的实验方法验证柴胡－白芍药抗抑郁机制可能同样作用于cAMP－CREB－BDNF信号通道。孟盼通过向大鼠海马内微量注射BDNF抑制剂Ka对百事乐胶囊抗抑郁作用机制进行研究，发现在基因和蛋白表达方面，海马内注射BDNF抑制剂Ka可拮抗百事乐胶囊促进海马GD、CA3区PKA、BDNF、CREB表达增加，这提示百事乐的抗抑郁作用可能与上调海马GD，CA3区的BDNF、CREB、PKA水平有关。

6mTOＲ信号通路

mTOＲ(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白)是一种不典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，属于磷酸肌苷3激酶(PI3K)相关激酶家族，与多个蛋白相互作用形成两个不同的复合物，分别为mTOＲ复合物1(mTOＲC1)和2(mTOＲC2)。mTOＲ的激活导致其磷酸化，进而影响其下游效应分子。mTOＲ参与抗抑郁作用的上游信号通路大致为PI3K→PKB/Akt→mTOＲ或EＲK→PKB/AKT→mTOＲ。参与的信号通路下游大致过程如下:

1、mTOＲ→活化S6k1(核糖体蛋白S6激酶)→p70s6K→Eif4B(真核翻译启动因子4B)。2、mTOＲ→p4E－BP1(磷酸化eIF4E结合蛋白质)→eIF4F(真核起始因子4F)复合物，影响蛋白质的转录，促进PSD95(突触后致密蛋白95)、SynapsinⅠ(后海马突触素)等突触蛋白的生成。通过对产后抑郁小鼠后代的行为学指标进行检测发现，这些后代小鼠在糖水偏好、新奇抑制、强迫游泳、矿场实验中表现出明显的抑郁行为，进一步研究发现后代小鼠海马中磷酸化AKT水平和磷酸化mTOＲ水平都有明显的降低。这一实验现象提示Akt－mTOＲ信号通路与抑郁症的发生可能存在相互联系。这个信号通路在多个抗抑郁中药或天然成分中得到验证。例如，越鞠甘麦大枣汤出自《金匮要略》，有统治六郁的功效。夏宝妹等建立产后抑郁小鼠模型，通过行为学实验和WesternBlot实验对越鞠甘麦大枣汤的作用机制进行研究，得出该汤剂可能是通过AKT－mTOＲ信号通路发挥抗产后抑郁作用。LIUS等通过大量实验证明白藜芦醇显著增加CUMS大鼠p－AKT水平和p－mTOＲ水平，其调节慢性不可预见性大鼠模型的抗抑郁作用可能是通过AKT－mTOＲ信号通路发挥作用。王鹏等建立孤养结合慢性不可预知性应激抑郁大鼠模型，证明石菖蒲可以逆转模型组AKT、mTOＲ、p70S6K和elF－4E蛋白表达下调，这说明石菖蒲的抗抑郁作用可能是通过mTOＲ信号通路实现的。这些实验对mTOＲ信号通路参与中药或天然活性成分抗抑郁作用进行了充分验证。

7总结与展望

综上所述，cAMP、cGMP、CaMK、MAPK、BDNF、mTOＲ等关键蛋白在中药和天然药物化学成分抗抑郁作用通路中发挥着重要作用。这些关键蛋白能够同时控制一条或者多条信号通路，形成一系列复杂的调控网络，参与细胞发挥生理作用的每一个过程，在神经保护，血管生成，增加突触可塑性过程中发挥着重要作用。传统中药的运用存在很多的弊端，疗效不明显，成分复杂，不良反应不明确等问题对传统中医药的推广增加难度。每种中药和天然药物化学成分可能通过其中一条或者多条通路发挥抗抑郁作用，对中药及天然药物活性成分抗抑郁作用机制还需要进一步研究。只有将现代医药科技与传统中医药相结合，科学的解释其药理作用机制，完善相关细胞学实验、动物学实验、临床实验，才能将传统中医药及天然药物活性成分继续推广。

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