震撼突破！湖北中医药大学发布：甘麦大枣汤多靶点调节，从肠道到大脑，全方位改善 CUMS 小鼠抑郁样状态

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抑郁症作为全球重大公共卫生挑战，正以前所未有的速度蔓延。据世界卫生组织2023年报告，抑郁症已成为全球致残的首要原因之一，其高致残率和日益增长的患病率给社会带来了沉重的经济负担。这种以快感缺失、食欲改变、持续情绪低落和认知障碍为特征的精神疾病，在严重情况下甚至可导致自杀行为，严重威胁人类生命健康。

传统中医药在抑郁症治疗方面具有独特优势。甘麦大枣汤（Gan-Mai-Da-Zao decoction, GMDZ）出自张仲景《金匮要略》，由甘草、小麦、大枣三味药食同源之品组成，具有养心安神、和中缓急之功效，主治"妇人脏躁，喜悲伤欲哭，象如神灵所作，数欠伸"。

一项研究采用慢性不可预测温和应激（CUMS）诱导的小鼠抑郁模型，整合肠道微生物群分析、代谢组学和神经炎症研究，系统阐明GMDZ的抗抑郁机制，为理解其肠-脑轴作用机制提供新视角，也为中医药现代化研究提供新范式。

图1 论文首页

GMDZ 的组成分析及其成分的体内分布

中药复方的化学成分复杂，明确其体内吸收分布特征是揭示药效物质基础的关键。研究采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF-MS）技术，对GMDZ提取物及其在生物样本中的成分进行了全面分析。研究共从GMDZ提取物中鉴定出108种化学成分，涵盖黄酮类（46种，占42.6%）、三萜类（23种，占21.3%）等。研究追踪了这些成分在体内的吸收、分布和排泄特征。在血浆样本中，检测到58种成分，证实了GMDZ具有良好的系统吸收；在大脑皮层中，43种成分被检出，表明GMDZ具有显著的脑渗透性，能够直接作用于中枢神经系统。这一"成分-吸收-脑分布"分析初步揭示了GMDZ发挥抗抑郁作用的潜在物质基础。许多被鉴定的成分，特别是黄酮类（如异甘草苷）和三萜类（如甘草酸），已被报道具有抗炎、抗氧化和神经调节活性；多酚类（如对香豆酸）则是已知的抗氧化剂，在肠道健康中发挥重要作用。这些成分在血浆和脑组织中的同时检出，提示它们可能序贯作用于外周和中枢靶点，既抑制外周炎症，又调节中枢NLRP3炎症体和5-羟色胺能系统，共同构成GMDZ疗效的物质基础。

图2 GMDZ的组成分析及其成分的体内分布

GMDZ 对 CUMS 小鼠行为的影响

为验证GMDZ的抗抑郁效果，研究采用CUMS模型模拟人类抑郁症的慢性应激诱发特征，并通过一系列经典行为学测试进行评估。CUMS处理7周后，模型小鼠表现出典型的抑郁样行为表型：体重增长较对照组明显减缓；旷场试验中总运动距离和中央区域停留时间显著减少，提示探索行为下降和焦虑样行为增加；蔗糖偏好试验中蔗糖偏好率显著降低，反映快感缺失这一抑郁症核心症状；尾悬挂试验和强迫游泳试验中不动时间显著延长，表明行为绝望状态。GMDZ治疗（低剂量7.02 g/kg和高剂量14.04 g/kg，灌胃给药25天）显著逆转了上述行为异常。这些结果一致表明，GMDZ对CUMS诱导的小鼠抑郁样行为具有确切的改善作用，且呈现一定的剂量依赖性趋势。

图3 GMDZ的组成分析及其成分的体内分布

GMDZ 可减轻 CUMS 小鼠海马和结肠的病理变化

海马是调控情绪和认知的关键脑区，也是抑郁症病理损伤的核心靶区。研究通过尼氏染色和IBA-1免疫荧光染色，评估了GMDZ对CUMS小鼠海马神经元形态和小胶质细胞激活的影响。尼氏染色结果显示，CUMS小鼠表现出明显的神经元损伤特征：神经元密度降低、排列紊乱、核固缩、胞浆深染。GMDZ治疗显著改善了这些病理改变，神经元形态趋于正常，密度增加。IBA-1免疫荧光染色进一步揭示了小胶质细胞的状态变化。CUMS小鼠海马CA1区和DG区IBA-1阳性细胞数量显著增加，细胞形态呈现激活状态（胞体增大、突起缩短变粗）。GMDZ治疗显著降低了IBA-1阳性细胞密度，细胞形态趋于静息状态（胞体小、突起细长）。这些发现表明，GMDZ对CUMS诱导的海马神经元损伤具有保护作用，并能抑制过度的小胶质细胞激活，从而减轻神经炎症反应，这可能是其改善抑郁样行为的重要机制之一。

肠道屏障功能障碍和肠道炎症是抑郁症常见的共病特征，也是肠道-脑轴通讯紊乱的重要环节。研究通过HE染色评估了GMDZ对CUMS小鼠结肠组织病理学的影响。CUMS暴露导致显著的结肠损伤：隐窝形态破坏，杯状细胞大量丢失，炎症细胞浸润明显。GMDZ治疗显著改善了结肠组织病理学表现：隐窝结构趋于正常，杯状细胞数量部分恢复，炎症浸润减少。这一发现提示GMDZ具有肠道保护作用，可能通过维护肠道屏障完整性、减轻肠道炎症，阻断外周炎症信号向中枢的传递，从而发挥抗抑郁效应。

图4 GMDZ可减轻CUMS小鼠海马和结肠的病理变化

GMDZ 调节 CUMS 诱导的肠道菌群失调

肠道微生物群是肠道-脑轴的关键调控者，其组成和功能改变与抑郁症密切相关。研究采用16S rRNA基因测序技术，全面分析了GMDZ对CUMS小鼠肠道菌群的影响。Alpha多样性分析显示，CUMS处理显著降低了肠道菌群的丰富度和多样性，表明慢性应激导致肠道菌群生态失衡。有趣的是，高剂量GMDZ治疗进一步降低了菌群丰富度，但显著增加了群落均匀度。在门水平上，CUMS小鼠表现为拟杆菌门相对丰度降低，厚壁菌门、变形菌门、放线菌门和弯曲菌门相对丰度增加的趋势。GMDZ-H显著逆转了这些变化，使拟杆菌门、变形菌门和放线菌门的相对丰度恢复正常。在属水平上，CUMS小鼠Muribaculaceae科相关属（unclassified_Muribaculaceae、Muribaculum）和Prevotellaceae_UCG-001相对丰度降低。GMDZ治疗显著增加了这些属的丰度。LEfSe分析进一步识别出各组的特征性生物标志物：CUMS组富集Corynebacterium、Aerococcus、Psychrobacter和Staphylococcaceae等潜在促炎菌群；GMDZ-H组则富集Muribaculaceae和Parabacteroides等短链脂肪酸产生菌，这些菌群具有抗炎和神经保护作用。综上，GMDZ通过抑制潜在有害菌群、促进有益菌群生长，重塑了CUMS诱导的肠道菌群失调，为后续代谢调节和抗炎效应奠定了基础。

图5 GMDZ可减轻CUMS小鼠海马和结肠的病理变化

GMDZ 调节 CUMS 诱导的血浆和粪便代谢组学变化

代谢组学是连接肠道菌群功能与宿主表型的桥梁。研究采用LC-MS/MS技术，对血浆和粪便样本进行了非靶向代谢组学分析。PCA和OPLS-DA分析显示，对照组、CUMS组和GMDZ-H组在血浆和粪便代谢谱上均呈现明显分离，表明CUMS引起显著的代谢扰动，而GMDZ处理部分恢复了紊乱的代谢轮廓。模型参数（R²Y和Q²）均显示良好的拟合度和预测能力。血浆代谢分析揭示，CUMS诱导的差异代谢物主要富集于氨基酸代谢、能量代谢、脂质代谢和抗氧化相关通路。关键变化包括：丙氨酸-天冬氨酸-谷氨酸代谢通路中，L-谷氨酸和N-乙酰-L-天冬氨酸显著降低；精氨酸生物合成通路中相关代谢物紊乱；组氨酸代谢和β-丙氨酸代谢通路中，肌肽和鹅肌肽显著减少。这些代谢物具有神经保护、抗氧化和抗炎活性，其减少可能参与CUMS诱导的神经损伤和炎症反应。粪便代谢分析显示，CUMS诱导的差异代谢物主要涉及氨基酸和脂质代谢。特别值得注意的是组氨酸代谢的显著改变：组胺和N-乙酰组胺水平显著升高，而尿刊酸水平在GMDZ治疗后显著降低。组胺是已知的促炎介质，其升高可能反映肠道屏障功能障碍和炎症状态。GMDZ治疗显著逆转了上述代谢改变，在血浆和粪便中均观察到相关代谢物向正常水平的恢复，提示GMDZ通过多途径调节代谢稳态，改善CUMS诱导的代谢紊乱。

图6 GMDZ调节CUMS诱导的血浆和粪便代谢组学变化 图

对 CUMS 小鼠中 GMDZ 常调控的关键代谢物及代谢途径进行分析

研究进一步分析了 GMDZ 处理后在 CUMS 小鼠中回覆正常的代谢物。在血浆和粪便中分别鉴定出 13 种和 7 种这样的代谢物，表明 GMDZ 具有恢复效应。KEGG 富集分析显示，这些共同调节的代谢物涉及的关键途径包括组氨酸代谢、精氨酸生物合成、β - 阿拉氨酸代谢以及丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢等。此外，氮代谢也发生了改变。通过对这些代谢物之间的相互关系进行分析，发现 GMDZ 通过恢复代谢稳态来减轻 CUMS 引起的外周炎症、能量代谢紊乱和氧化应激加剧等效应。

图7 对CUMS小鼠中GMDZ常调控的关键代谢物及代谢途径进行分析

肠道微生物群与血浆 / 粪便代谢物的相关性分析

为建立"微生物-代谢"的功能联系，研究采用Spearman相关分析，探讨了差异菌群与关键代谢物之间的关联。在血浆中，促炎/氧化应激相关代谢物（如4-羟基壬烯醛、13-KODE、12-HAS、(±)12(13)-DiHOME、H-Met(O)-OH、3-氯酪氨酸）与CUMS富集的潜在促炎菌属（Streptococcus、Aerococcus、Psychrobacter）呈显著正相关，而与GMDZ富集的抗炎菌属（unclassified_Muribaculaceae、Prevotellaceae_UCG_001）呈显著负相关。相反，神经保护性氨基酸代谢物（如乙酰谷酰胺、烟酰胺、N-乙酰-L-天冬氨酸、L-焦谷氨酸）与Prevotellaceae_UCG_001呈正相关，而与Aerococcus、Psychrobacter呈负相关。在粪便中，免疫反应和炎症相关代谢物（组胺、胞壁酸、L-犬尿氨酸、15-酮前列腺素F1α、前列腺素A3）与CUMS富集的厚壁菌门（Streptococcus、Aerococcus）和变形菌门（Psychrobacter）呈正相关，而与GMDZ富集的拟杆菌门（Parabacteroides、unclassified_Muribaculaceae、Muribaculum）呈负相关。能量和炎症相关代谢物（肌酸、生物素、十五烷酸、泛醌Q4）则呈现相反的相关模式。这些相关模式强烈提示：GMDZ通过调节肠道菌群组成——减少促炎菌群、富集抗炎菌群——进而影响宿主代谢谱，特别是炎症、氧化应激和氨基酸代谢相关通路，最终实现对抑郁症的改善作用。

图8 肠道微生物群与血浆/粪便代谢物的相关性分析

GMDZ 可降低 CUMS 小鼠血清和脑组织中促炎细胞因子水平

慢性炎症是抑郁症的核心病理机制之一。研究通过ELISA定量检测了GMDZ对CUMS小鼠外周和中枢促炎细胞因子的影响。在外周循环中，CUMS诱导显著升高血清TNF-α、IL-1β和IL-6水平，表明存在系统性低度炎症。GMDZ治疗显著降低了这三种促炎因子的血清水平，呈现明确的抗炎效应。在中枢神经系统，CUMS小鼠大脑皮层TNF-α、IL-1β、IL-6水平显著升高，海马TNF-α和IL-1β显著升高（IL-6呈升高趋势），表明存在活跃的神经炎症反应。GMDZ治疗显著逆转了这些变化：在皮层显著降低TNF-α和IL-1β，高剂量显著降低IL-6；在海马显著降低TNF-α、IL-1β和IL-6。这些结果一致表明，GMDZ具有双重抗炎作用——同时抑制外周和中枢炎症反应，通过减少关键促炎介质TNF-α、IL-1β和IL-6的产生，阻断炎症对神经系统的损伤，这可能是其改善抑郁样行为的重要机制。

图9 GMDZ可降低CUMS小鼠血清和脑组织中促炎细胞因子水平

GMDZ 调节血清素标记物，增强 BBB 完整性，并抑制 CUMS 小鼠 NLRP3 炎症体的激活

基于上述发现，研究进一步探索了GMDZ对神经递质调节、BBB功能和NLRP3炎症体的影响，以阐明其抗抑郁的深层机制。5-羟色胺能系统调节：CUMS诱导显著降低血清5-HT水平和皮层5-HT1A受体表达，同时升高5-HT转运体（SERT）mRNA表达，提示5-HT合成减少、信号传递效率降低及突触间隙5-HT清除增加。GMDZ治疗显著逆转这些改变：升高血清5-HT，上调5-HT1AR表达，抑制SERT表达，从而优化5-HT能神经传递。血脑屏障完整性保护：Western blot显示，CUMS小鼠海马紧密连接蛋白Occludin和Claudin-5表达显著降低，提示BBB完整性受损。GMDZ治疗显著恢复这两种蛋白的表达水平，有助于维持BBB屏障功能，阻止外周炎症介质进入中枢神经系统。NLRP3炎症体抑制：CUMS诱导显著升高海马NLRP3、ASC、pro-Caspase-1和cleaved-Caspase-1蛋白表达，表明NLRP3炎症体通路激活。GMDZ-H显著抑制所有这些组分的上调，提示其通过抑制NLRP3炎症体激活，减少IL-1β成熟和释放，从而减轻神经炎症。这些结果将"外周炎症-BBB破坏-NLRP3激活"串联起来，初步揭示了GMDZ对"外周-中枢"炎症轴的双向调节机制，并整合神经递质调节，形成多靶点、网络化的抗抑郁作用模式。

图10 GMDZ调节血清素标记物，增强BBB完整性，并抑制CUMS小鼠NLRP3炎症体的激活

小结

综上所述，本研究通过整合多组学技术和分子生物学方法，系统阐明了甘麦大枣汤（GMDZ）在CUMS小鼠模型中的抗抑郁机制，构建了GMDZ抗抑郁的多靶点调控网络：从肠道菌群重塑出发，经代谢稳态恢复，至外周炎症抑制，通过BBB保护阻断外周-中枢炎症传递，最终在中枢通过NLRP3炎症体抑制和5-HT能调节实现神经功能改善。这一"微生物-代谢-炎症"轴机制为理解中药复方的作用特点提供了新视角，也为抑郁症的中医药治疗提供了科学依据。

参考文献：Zhang B, Ji J, Zhang X, Yu X, Hu X, Liu J, Wang P, Lan Z. Gan-Mai-Da-Zao decoction ameliorates depressive-like behaviors in CUMS mice via the microbiota-metabolism-inflammation axis. Phytomedicine. 2025 Jun 21;145:157018. doi: 10.1016/j.phymed.2025.157018. Epub ahead of print. PMID: 40580692.