有氧运动抗抑郁的海马代谢组学机制研究

摘要

本文基于液相色谱仪-质谱仪（Liquid chromatograph-mass spectrometer,LC-MS）代谢组学技术结合网络药理学方法，探讨有氧运动对慢性不可预知温和应激（Chronic unpredictable mild stress, CUMS）抑郁模型大鼠海马组织代谢谱的调控以及运动抗抑郁可能的作用机制。将大鼠随机分为对照组（C）、模型组（D）、有氧运动组（E）和模型运动组（DE），除C组和E组正常饲养外，DE组和E组进行有氧运动干预。采用行为学指标评估大鼠抑郁样行为，LC-MS代谢组学技术检测海马组织代谢物的变化及相关代谢途径，运用网络分析工具分析有氧运动抗抑郁的潜在靶点和信号通路。结果显示，与C组相比，D组大鼠体重、糖水偏爱率、穿越格数及直立次数均显著降低（P<0.01），有氧运动干预后，DE组大鼠糖水偏爱、穿越格数及直立次数均显著增加（P<0.05,P<0.01），海马LC-MS共鉴定出16个与抑郁症相关的差异代谢物，有氧运动后显著回调肌酸、黄嘌呤、N-乙酰天冬氨酸、L-苯丙氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸和次黄嘌呤等8种代谢物，这表明有氧运动能够改善CUMS大鼠的抑郁样行为，且运动干预能够显著回调海马区氨基酸类代谢物的水平；网络药理学结果发现有氧运动干预抑郁症的靶点有99个，京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）通路富集显示163条信号通路，表明有氧运动可能通过调控丝氨酸/苏氨酸激酶1(AKT1-AKT serine/threonine kinase 1 Gene,AKT1)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（Mammalian target of rapamycin,mTOR）、复合基因座（GNAS complex locus,GNAS）、FOS、环腺苷酸反应元件结合蛋白1(CAMP responsive element binding protein 1,CREB1)核心靶点作用于PI3K-AKT、cAMP、多巴胺能神经突触等信号通路干预抑郁症。

关键词

有氧运动 / 抑郁症 / LC-MS代谢组学 / 海马 / 网络药理学

基金资助

山西省基础研究计划项目（202103021224027）