研究目的:抑郁症是一种常见的精神类疾病,以情绪低落为显著特征,临床症状表现为悲观、焦虑、厌世,严重者可能会产生自杀倾向。抑郁症的防治目前仍是我国乃至世界公共卫生的重要课题之一Personal medical resources。目前抑郁症的治疗主要以药物治疗为主,而抗抑郁药有起效慢、不良反应多、费用高等缺点。运动疗法因其安全可控、简单高效的独特优势成为目前干预抑郁症的热点。研究证实,运动在预防、治疗抑郁症方面中具有良好的效果,适当进行体育运动不仅能提高神经兴奋性,增强心肺功能,还能改善精神状态。目前运动类型主要集中在有氧运动和抗阻运动。课题组前期分别采用1H NMR和LC-MS代谢组学技术对不同运动方式干预后的抑郁大鼠不同生物样本进行检测,发现有氧运动呈现出更优的抗抑郁效果,但其机制尚不明确。海马体作为大脑生理和行为的重要调节区域,是与情绪和认知关系密切的重要脑区,抑郁障碍在其病因、病理生理过程以及治疗方面与海马结构有着密切的联系,海马被认为是治疗抑郁症的潜在靶点。现阶段对抑郁症海马组织的研究主要集中在海马结构和神经元等神经可塑性方面,但抑郁状态下海马组织的代谢特征目前还未完全阐明。因此,全面研究抑郁症状态下海马体的变化具有重要意义。本研究通过LC-MS代谢组学技术结合网络药理学探究有氧运动对CUMS大鼠海马组织内源性代谢物的调控作用以及有氧运动干预抑郁症的靶点和信号通路,明确有氧运动抗抑郁的作用机制。研究方法:选用8周龄雄性SD大鼠32只,适应性饲养一周后根据行为学测试指标的基线数据分为对照组(C)、模型组(D)、有氧运动组(E)和模型运动组(DE),每组8只。采用孤养法结合CUMS这两种造模方式来优化构建抑郁大鼠模型。C组和E组的大鼠每四只饲养在同一鼠笼,D组和DE组的大鼠每只一笼单独饲养。C组大鼠全程正常饲养,E组正常饲养三周,D组和DE组进行慢性不可预知温和应激(CUMS)造模三周后,D组继续造模,DE组和E组进行四周有氧运动干预,运动时仍进行造模。造模方式在课题组前期方案基础上稍作修改,每周有6天给予大鼠刺激源,每天随机进行一种刺激方式,同一刺激不连续出现,在第7天对大鼠进行各项行为学测试。在正式开始有氧运动干预前,先让大鼠连续三天在跑步机上进行活动,以熟悉正式运动,从第四周正式开始有氧运动干预,有氧运动方案为前5min速度为7m/min,后5min速度为10m/min,最后20min速度13m/min,每运动15min后允许休息5min,每周6次,每次30min,连续4周。采用体重(BW)、糖水偏好实验(SPT)及旷场实验(OFT)评估大鼠抑郁样行为,以确定抑郁模型成功建立。LC-MS代谢组学技术和Metaboanalyst软件分析检测与抑郁症及其有氧运动干预抑郁症后海马组织代谢物的变化及相关代谢通路,网络药理学分析采用Cytoscape3.7.2构建PPI网络,并利用MCODE得到有氧运动干预抑郁症的主要靶点,Metascape3.5软件进行生物学信息富集分析,用Cytoscape3.7.2构建靶点-通路图。利用SPSS27PLX-4720分子式.0统计软件以及GraphPad Prism8.0对数据进行处理分析。数据以均数±标准差(x±s)表示,采用双因素方差分析检验,P<0.05为差异具有显著性,P<0.01为具有非常显著性差异。研究结果:(1)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);与C组相比,E组大鼠体重在经过四周有氧运动后显著下降(P<0.01)、穿越格数和直立次数显著增加(P<0.05),而糖水偏爱率无显著差异;与D组相比,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)。(2)与C组相比,D组大鼠海马组织鉴定出胆碱、L-苯丙氨酸、谷氨酸、N-乙酰丙氨酸、4-叔丁基苯酚、D-鞘氨醇、肌酸等16个与抑郁症相关的差异代谢物;与D组相比,DE组大鼠谷氨酸、L-苯丙氨酸、谷氨酰胺、次黄嘌呤、和酪氨酸水平显著升高,肌酸和黄嘌呤水平显著降低。(3)代谢通路富集分析结果显示有氧运动干预后回调了苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢、精氨酸生物合成等5条代谢通路。(4)网络药理学结果筛选出有氧运动干预抑郁症的99个靶点,MCODE分析得到12个关键靶点,KEGG富集分析发现靶点主要参与癌症通路、PI3K-AKT信号通路、多巴胺能神经突触、c AMP信号通路、钙信号通路和生长激素的合成、分泌和作用等20个显著相关通路,涉及分泌调节、炎症反应、血液循环等生物过程。研究结论:有氧运动能够改善CUMS大鼠的抑郁样行为,有氧运动能够显著回调海马区氨基酸类代谢物selleck PF-07321332的水平;综合网络药理学结果发现有氧运动可能通过调控机体AKT1、MTOR、GNAS、FOS、CREB1等靶点作用于PI3K-AKT、c AMP、多巴胺能神经突触等信号通路干预抑郁症。