基于PACAP-CREB信号通路的越鞠丸快速抗抑郁机制研究

Yueju pill is a classic Traditional Chinese Medicine formula which could treat Yu syndrome in TCM. Many results of clinical studies have supported that Yueju pill has an antidepressant effect. Our previous clinical and animal studies demonstrated that Yueju can produce a rapid antidepressant effect. We found Yueju can rapidly increase the expression of PACAP in the hippocampus, the depression-related brain region, and activate the downstream signal CREB on which the antidepressant effect of Yueju is dependent. Therefore, we hypothesize that the up-regulation of PACAP and downstream signaling pathways may induce the rapid antidepressant effect of Yueju. Our project will utilize multiple methods including: western blot, intracranial microinjection PACAP antagonist, Designer Receptor Exclusively Activated by Designer Drugs (DREADD) selectively inhibition on PACAP neuronal activity, etc., to specifically investigate whether the rapid antidepressant efficiency of Yueju, 1. Is dependent on the up-regulated expression of PACAP in the hippocampus; 2.is associated with activation of downstream signaling of PACAP, such as CREB, AKT, etc; 3. Is associated with synaptic plasticity changes induced by PACAP. By studying the role of PACAP in the rapid antidepressant effect of Yueju, we may identify PACAP as a novel target for the rapid antidepressant effect, and provide a scientific basis for the clinical use of Yueju.

越鞠丸是治疗中医郁证的经典方，其治疗抑郁症作用得到众多临床研究结果支持。我们前期的动物实验与临床研究揭示了越鞠丸还具有快速抗抑郁效果，进一步发现越鞠丸可快速提高抑郁症相关脑区海马腺苷酸环化酶激活肽（PACAP）的表达，并激活PACAP下游CREB信号，且其抗抑郁作用依赖于CREB的激活。在此基础上，我们提出海马PACAP及相关信号通路作为介导越鞠丸快速抗抑郁的分子神经基础的假说。本项目拟采用免疫印迹、颅内微注射PACAP拮抗剂、药理遗传（DREADD）选择性抑制海马PACAP神经元活动等方法，研究越鞠丸快速抗抑郁作用：1. 对海马PACAP表达的依赖性; 2. 与PACAP下游CREB、AKT等通路的相关性；3. PACAP通路引起的突触可塑性变化的相关性。本项目通过研究PACAP在越鞠丸快速抗抑郁中的作用机制，确立PACAP作为新的快速抗抑郁靶点，为扩大越鞠丸临床应用提供科学依据。

治疗抑郁症急需使用速效抗抑郁药。我们前期结果显示经典理气解郁复方越鞠丸具有快速抗抑郁作用，其快速的抗抑郁样活性依赖于CREB（cAMP-反应元件结合）信号传导，在转录组学分析中，我们发现越鞠丸快速上调了海马中垂体腺苷酸环化酶激活多肽（PACAP）（一种有效的CREB信号激活剂）的海马基因表达。本项目的重点是检验PACAP对越鞠丸快速抗抑郁的介导作用。本项目采用免疫印迹、颅内微注射PACAP拮抗剂、光遗传选择性抑制海马PACAP神经元活动等方法，研究了越鞠丸快速抗抑郁作用：1. 对海马PACAP表达的依赖性; 2. 与PACAP下游CREB、AKT等通路的相关性；3. PACAP通路引起的突触可塑性变化的相关性。我们首先验证了越鞠丸对PACAP的基因和神经肽的快速表达作用，并进一步确证了增强海马PACAP可以导致快速抗抑郁作用。我们还检验了越鞠丸对PACAP信号表达的影响，证明PACAP拮抗剂的海马内给药减弱了越鞠丸的抗抑郁活性。同样，海马内的PACAP抑制也减弱了越鞠丸快速抗抑郁的作用，但不能影响使典型的速效抗抑郁药氯胺酮的快速抗抑郁作用。 越鞠丸最初抑制了钙调蛋白依赖性蛋白激酶II（CaMKII）和真核生物延伸因子2（eEF2），它们负责蛋白质的合成，而这些作用在PACAP敲低后被逆转了。在模拟临床抑郁症的慢性轻度应激模型中，单次越鞠丸使海马PACAP表达正常化，并逆转了PKA-CREB ​​/ eEF2 / CaMKII信号传导异常。我们揭示了越鞠丸中化合物栀子苷和山栀子甲酯的协同作用。协同作用调节了一些信号传导，包括CaMKII和CREB，与越鞠丸一致，但是少于越鞠丸。在临床上，发现患有慢性重度抑郁症的女性血清PACAP水平较低，这与汉密尔顿抑郁评分较高有关。总之，我们通过越鞠丸的快速抗抑郁研究首次揭示了海马PACAP介导快速抗抑郁作用的新机制。此研究从中药的优势性特点出发，揭示出新的机制，并通过该机制明确效物质特别是其协同作用，是揭示复方机制及药效物质基础研究的新探索。