2. 蚌埠医学院药学系, 蚌埠 233000
2. Faculty of Pharmacy, Bengbu Medical College, Bengbu 233000, Anhui, China
抑郁症是一种常见的情感性精神障碍,具有患病率、复发率及患者自杀率高的特点。世界卫生组织预测,到2030年抑郁症对患者和社会造成的负担将位居各类疾病榜首[1]。抑郁症的发病机制复杂,多认为与脑内单胺类神经递质去甲肾上腺素(NE)、5-羟色胺(5-HT)失衡有关。目前,临床常用的抗抑郁药主要通过调节脑内单胺递质水平起作用,但大都存在起效慢、毒副作用大等缺点。因此,研制疗效好、起效快、副作用小的抗抑郁新药成为当前研究的热点。近年来,一些神经肽类家族在抗抑郁新药领域越来越受到关注,并且显示出广阔的前景[2,3]。美国Innapharma公司的抗抑郁新药奈米菲肽目前已进行到Ⅲ期临床试验,初步研究结果显示其具有起效快、疗效好、副作用小等特点。在临床前研究中,奈米菲肽能缩短正常大鼠与FSL遗传抑郁模型大鼠的游泳不动时间,结果呈现U型量效曲线,并且与阳性对照药比较具有起效快、药效持续时间久的特点[4];奈米菲肽还可减少大鼠由于嗅球切除而导致的活动量增加的现象。在临床研究中,奈米菲肽对抑郁患者具有良好的抗抑郁效果,同时表现出起效快(给药3~5 d起效)、维持时间长(给药1~2周,可维持疗效3~6个月)、副作用小(在360 mg/kg的高剂量下除个别受试者皮下注射部位红肿外无明显不良反应)的特点[5,6,78]。
本研究的目标化合物酰米菲肽(XMT)是奈米菲肽的结构修饰产物,在保留了奈米菲肽活性基团的基础上进行了肽类结构的改造。本研究采用经典的小鼠行为绝望模型评价XMT的抗抑郁作用,并通过药物诱发抑郁模型探讨其可能的作用机制。
1 材料和方法 1.1 实验动物
SPF级雄性ICR小鼠(体质量18~22 g)购自北京维通利华实验动物技术有限公司,动物生产许可证号:SCXK(京)2007-001。饲养条件:自由摄食饮水,饲养温度20~23℃,湿度50%~60%,8∶00~20∶00光照。实验前适应性饲养3 d。
1.2 药品 XMT由解放军总医院多肽实验室提供,批号20130702,使用时用生理盐水溶解配制;地昔帕明(desipramine,Dmi)、5-羟色氨酸(5-hydroxy-L-tryptophan,5-HTP)和育亨宾均购自美国Sigma公司;氟西汀(fluoxetine,Flu)分散片购自礼来苏州制药有限公司。 1.3 小鼠悬尾实验参照Steru等[9]建立的方法并进行改进:悬尾箱大小25 cm×25 cm×35 cm,顶板中心固定一个夹子,在距小鼠尾端2 cm处粘上白胶带,用夹子夹住胶布,使小鼠倒悬于箱格中,其头部距离箱底面约5 cm,观察6 min,记录后4 min小鼠的悬挂累计不动时间。判断不动的标准是动物停止挣扎,身体呈倒悬状态,静止不动。小鼠随机分为7组,每组10只。阴性对照组和XMT不同剂量组小鼠分别连续5 d皮下注射生理盐水和相应浓度(20、10、5.0、1.0、0.3 mg/kg)的XMT,最后一次给药30 min后进行悬尾实验;阳性对照组小鼠单次腹腔注射Dmi(20 mg/kg),30 min后进行悬尾实验。
1.4 小鼠强迫游泳实验参照Porsolt等[10]建立的方法,在高20 cm、直径12 cm的烧杯中加入25℃的自来水,水深10 cm,将小鼠置于水中游泳,观察6 min,记录后4 min的游泳累计不动时间。判断不动的标准是小鼠在水中停止挣扎呈现漂浮状态,或仅有细小的肢体运动维持平衡。小鼠随机分为7组,每组10只。阴性对照组和XMT不同剂量组小鼠分别连续5 d皮下注射生理盐水和相应浓度(20、10、5.0、1.0、0.3 mg/kg)的XMT,最后一次给药30 min后进行小鼠的强迫游泳实验;阳性对照组小鼠单次腹腔注射Dmi(20 mg/kg),30 min后进行强迫游泳实验。
1.5 小鼠5-HTP诱导甩头实验小鼠随机分为5组,每组10只。参考文献方法[11],阴性对照组和XMT不同剂量组小鼠分别连续5 d皮下注射生理盐水和高、中、低剂量(5.0、1.0、0.3 mg/kg)XMT,最后一次给药30 min后,腹腔注射5-HTP(150 mg/kg),并立即开始观察,计数30 min内各组小鼠的甩头次数。阳性对照组小鼠单次灌胃Flu(15 mg/kg),1 h后腹腔注射5-HTP并立即进行观察计数。
1.6 小鼠育亨宾毒性增强实验小鼠随机分为5组,每组10只。参考文献方法[12],阴性对照组和XMT不同剂量组小鼠分别连续5 d皮下注射生理盐水和高、中、低剂量(5.0、1.0、0.3 mg/kg)的XMT,最后一次给药30 min后皮下注射亚致死量的育亨宾(30 mg/kg),观察并记录24 h内各组动物的死亡数。阳性对照组小鼠单次腹腔注射Dmi(20 mg/kg),30 min后皮下注射育亨宾,观察并记录24 h内动物的死亡数。
1.7 小鼠自发活动实验小鼠随机分为5组,每组10只。阴性对照组和XMT不同剂量组小鼠分别连续5 d皮下注射生理盐水和高、中、低剂量(5.0、1.0、0.3 mg/kg)XMT,最后一次给药30 min后使用Digbehav动物自发活动视频分析系统(中国上海吉量软件科技有限公司研制)观察记录20 min内小鼠的活动总距离。阳性对照组单次腹腔注射Dmi(20 mg/kg),30 min后观察记录20 min内小鼠的活动总距离。
1.8 统计学处理采用SPSS 13.0统计软件对数据进行统计学分析,实验数据以 x±s 表示,组间比较采用两独立样本的双侧t检验,检验水准(α)为0.05。
2 结果 2.1 XMT对小鼠悬尾不动时间的影响进行悬尾实验时,各组小鼠均首先表现出拼命挣扎、试图逃脱的状态,但当无法逃脱时就停止挣扎、静止不动,即表现为绝望状态。通过比较小鼠悬尾不动时间发现,单次给予阳性对照药Dmi(20 mg/kg)可明显缩短悬尾不动时间,与生理盐水阴性对照组比较差异有统计学意义(P<0.01);连续5 d给予XMT,其中0.3~10 mg/kg剂量范围内的XMT同样能明显缩短悬尾不动时间,与阴性对照组比较差异有统计学意义(P<0.05),而20 mg/kg剂量的XMT不能缩短悬尾不动时间,具体数据见表 1。上述结果说明0.3~10 mg/kg XMT表现出减轻小鼠绝望状态的抗抑郁作用。
进行强迫游泳实验时,各组小鼠均首先表现出停止逃脱的不动状态,后表现为绝望状态。通过比较小鼠游泳不动时间发现,单次给予阳性对照药Dmi(20 mg/kg)可明显缩短小鼠游泳不动时间,与生理盐水阴性对照组比较差异有统计学意义(P<0.01);连续5 d给予XMT,其中0.3~10 mg/kg剂量范围内的XMT同样也可明显缩短不动时间(P<0.05),而20 mg/kg剂量的XMT不能缩短游泳不动时间,具体数据见表2。上述结果说明XMT在小鼠强迫游泳模型中同样具有抗抑郁作用。
单次给予选择性5-HT重摄取抑制剂(SSRI)Flu(15 mg/kg)可明显增加5-HTP诱导的小鼠甩头次数,与生理盐水阴性对照组比较差异有统计学意义(P<0.01);连续5 d皮下注射XMT,在5.0、1.0 mg/kg剂量下能明显减少小鼠的甩头次数,与生理盐水阴性对照组比较差异有统计学意义(P<0.01,P<0.05),而0.3 mg/kg的XMT对小鼠的甩头次数无明显影响,具体数据见表3。上述结果提示XMT的抗抑郁作用机制与SSRI不同。
生理盐水阴性对照组小鼠皮下注射育亨宾后24 h内死亡率为0/10,低、中、高剂量(0.3、1.0、5.0 mg/kg)XMT组小鼠的死亡率均为1/10,两组间差异无统计学意义。阳性对照药物Dmi(20 mg/kg)能够明显增强育亨宾的毒性,小鼠死亡率为10/10。结果见表4。上述结果提示XMT的抗抑郁作用可能与增强脑内NE神经功能无关。
由于中枢兴奋剂可能在以上实验中呈现假阳性的结果,因此我们通过检测小鼠的自发活动以排除假阳性。由表5可见,与生理盐水阴性对照组比较,有效剂量(0.3、1.0、5.0 mg/kg)的XMT对小鼠20 min内的自发活动无明显影响,提示XMT无中枢兴奋作用。
预测新药的抗抑郁活性主要依靠抑郁动物模型的建立及其行为学检测。目前抑郁动物模型包括行为绝望模型、获得性无助模型、慢性不可预知性应激模型和慢性不可预知性温和应激模型。初步筛选抗抑郁药物时,一般选用行为绝望模型,即小鼠悬尾实验、大/小鼠强迫游泳实验[13]。因此,我们采用经典的行为绝望模型对XMT的药效进行初步评价。前期预实验结果表明,动物单剂量皮下注射XMT后在小鼠悬尾、大/小鼠强迫游泳模型中与阴性对照组比较具有一定的抗抑郁作用,但效果不佳(资料未发表)。文献报道,FSL大鼠连续5 d皮下注射XMT前体药物——奈米菲肽后进行强迫游泳实验,可显著缩短大鼠累计不动时间[4],提示需进一步评价XMT多剂量给药后的抗抑郁效果。本实验结果示,小鼠连续5 d皮下注射XMT(0.3~10 mg/kg)后,在悬尾实验和强迫游泳实验中的累计不动时间明显缩短,且药理效应无明显剂量依赖性,而是呈U型曲线量效关系,即在中间剂量5 mg/kg时表现出最佳的抗抑郁作用,随着剂量的增加或减小抗抑郁作用也相应降低或消失,该结果与奈米菲肽在临床前及临床实验中的量效关系特点相似,提示二者通过相似的途径发挥作用。
抑郁症发病机制复杂,至今尚未阐明。经典的“单胺假说”认为脑内5-HT 与NE等单胺类神经递质的缺乏是抑郁症发生的主要原因,目前临床抗抑郁药多为单胺重摄取抑制剂,通过增加突触间隙的递质水平而发挥作用。据体内、外研究报道,奈米菲肽及其活性代谢物与大脑海马、前额皮质区的5-HT2A、5-HT2C、NPY1等受体具有高亲和力,同时可拮抗5-HT2A受体激动剂2,5-二甲氧基-4-碘苯基丙烷(DOI)所致的动物升温作用,表现出5-HT2A受体拮抗剂的性质;另外,奈米菲肽与选择性5-HT再摄取抑制剂d-芬氟拉明在体内的相互作用,提示其作用机制可能与脑内5-HT能系统相关[14],结合其临床前及临床U型量效曲线特点,推断奈米菲肽通过不止一条途径发挥抗抑郁作用,但其明确的机制目前尚不清楚。因此,本研究先采用经典的药物相互作用模型,初步探究XMT的抗抑郁作用机制。育亨宾是α2受体拮抗剂,与突触前膜受体结合后可使NE大量释放,与具有NE神经活化作用的抗抑郁药合用时,可显著增强育亨宾的致死作用。本研究结果显示,XMT在有效剂量范围内没有明显增加育亨宾的毒性,说明XMT的抗抑郁作用可能与NE能无关。我们进一步采用5-HTP诱导小鼠甩头实验考察了XMT对5-HT能系统的作用。给予小鼠5-HT的前体5-HTP,可增加脑内突触间隙的5-HT水平,通过激动5-HT2受体引起甩头反应。Flu属于选择性5-HT重摄取抑制剂,可抑制突触间5-HT的重摄取,显著提高间隙5-HT水平,从而增加甩头次数[15];与Flu相反,XMT高、中剂量(5.0、1.0 mg/kg)明显减少了5-HTP诱导的小鼠甩头行为,表现出5-HT2受体拮抗剂的性质,而低剂量XMT(0.3 mg/kg)与生理盐水阴性对照组比较甩头次数差异无统计学意义,综合考虑XMT的U型量效曲线关系与奈米菲肽多途径作用的可能性,推测XMT也可能是通过多条途径起作用。
综上所述,XMT,一个在奈米菲肽活性基团的基础上改造的新药,在行为绝望动物抑郁模型上表现出抗抑郁作用。根据文献报道,一些抗抑郁新药(如由于肝毒性于2003年退出欧美市场的奈法唑酮)兼具5-HT重摄取抑制及5-HT2A受体拮抗的双重作用,并在临床表现出与奈米菲肽相同的起效快、疗效好等特点[16],这为XMT的作用机制研究提供了新思路。
4 利益冲突
所有作者声明本文不涉及任何利益冲突。
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