流行病学研究表明,女性一生中的重度抑郁障碍(MDD)患病率是男性的两倍,而处于更年期的女性罹患 MDD 的风险更高,这可能是因为更年期女性的性腺激素(雌激素和孕激素)显著下降。外源性补充性腺激素可改善更年期模型小鼠的抑郁症状。
褪黑激素(N-乙酰-5-甲氧基色胺)是一种调节睡眠和昼夜节律的激素,由松果体和胃肠道合成。褪黑激素治疗可改善更年期妇女的睡眠质量,促进机体的新陈代谢。此外,围绝经期妇女服用褪黑素后可改善情绪,缓解晨间抑郁。但是,褪黑激素在更年期抑郁症中的作用仍不明确。
2024年7月8日,华中科技大学陈建国/王芳教授团队在Advanced Science 发表题为“Melatonin Ameliorates Depressive-Like Behaviors in Ovariectomized Mice by Improving Tryptophan Metabolism via Inhibition of Gut Microbe Alistipes Inops”的研究论文,发现切除卵巢(OVX)抑郁模型小鼠肠道微生物群紊乱Alistipes Inops菌显著增加。褪黑素通过抑制肠道Alistipes Inops菌增强色氨酸代谢,从而改善OVX模型小鼠的抑郁行为。
1.补充褪黑激素可改善小卵巢切除模型小鼠的抑郁样行为
为了确定褪黑素对绝经期抑郁的作用,使用C57BL/6J雌性小鼠进行OVX手术,并在术后28天进行急性束缚应激,褪黑素治疗组在饮用水中持续添加0.2 mg/ml的褪黑素。行为学检测发现,与假手术组相比,OVX模型小鼠糖水偏好明显降低,悬尾实验和强迫游泳实验的不动时间显著延长,出现明显的抑郁样行为。此外OVX模型小鼠血清的雌二醇水平明显降低,并降低结肠中褪黑素的水平。褪黑激素治疗则能改善OVX诱导的上述症状。图1、补充褪黑激素可改善小卵巢切除模型小鼠的抑郁样行为
2.褪黑素选择性地抑制OVX抑郁模型小鼠Alistipes Inops菌的增殖
为了确定褪黑素的抗抑郁作用是否依赖于肠道菌群,在雌性小鼠的饮用水添加抗生素(ABX),然后进行OVX手术并给与褪黑素治疗。与未用抗生素治疗的小鼠相比,ABX处理降低肠道菌群的丰度和增殖周期,取消褪黑素的抗抑郁作用,说明褪黑素发挥抗抑郁作用依赖于肠道菌群。
对假手术组小鼠、OVX手术组小鼠和OVX手术+褪黑素治疗组小鼠的粪便样本进行16S rDNA测序,发现各组间细菌多样性和丰富度无显著差异,但是褪黑素能逆转OVX引起的肠道菌群组成的改变。细菌群落分析发现,OVX模型小鼠中,Akkermansia muciniphila、Ileibacterium valens和Alistipes Inops是丰度最高的细菌,褪黑素治疗则降低Alistipes Inops的丰度。
图2、褪黑素选择性地抑制OVX抑郁模型小鼠Alistipes Inops菌的增殖
3.褪黑素抑制Alistipes Inops菌增强肠道的色氨酸代谢
Alistipes Inops菌能降解色氨酸并在体外产生吲哚。酶联免疫吸附实验发现, OVX不仅降低粪便和结肠中的色氨酸水平,也降低血清和伏隔核脑区的色氨酸水平。而补充褪黑素则增加肠道、血清和伏隔核脑区色氨酸水平。为了确定Alistipes Inops菌小鼠抑郁样行为的关系,对雌性小鼠进行Alistipes Inops菌的灌胃处理,发现增加雌性小鼠的抑郁样行为,而使用褪黑素或者色氨酸治疗,均能改善Alistipes Inops菌定植导致的小鼠抑郁样行为。
图3、褪黑素抑制Alistipes Inops菌增强肠道的色氨酸代谢
总结
本文发现绝经期Alisipes Inops菌丰度增加,抑制肠道色氨酸代谢,进而诱导抑郁样行为。补充褪黑素能抑制Alistipes Inops菌的丰度,恢复肠道色氨酸代谢,改善抑郁样行为。