CN112263595A - 罗斯氏菌(Roseburia)在制备防治焦虑症与抑郁症药物中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于生命科学领域，具体涉及罗斯氏菌(Roseburia)在防治焦虑抑郁症方面的新用途，本发明提供了罗斯氏菌(Roseburia)在制备防治焦虑抑郁症药物中的应用。所述罗斯氏菌(Roseburia)活菌的用量为每日1×10⁴‑1×10²⁰CFU/mL。

Description

罗斯氏菌(Roseburia)在制备防治焦虑症与抑郁症药物中的 应用

技术领域

本发明属于微生物学领域，具体地，本发明涉及一株罗斯氏菌(Roseburia)制备防治焦虑抑郁症相关疾病药物中的应用。

背景技术

抑郁症是一种常见的精神障碍，许多因素都会导致抑郁症疾病的发生，其病因与发病机制至今未研究清楚。抑郁症同时也是诱导一系列疾病的诱导因子，如骨关节炎、心血管疾病、冠心病、帕金森病、慢性阻塞性肺疾病等。根据世界卫生组织报告，全球有超过2.64亿各个年龄段的人患有抑郁症，中国抑郁症患者大约有3000万，且近年来呈持续上升趋势。抑郁症是世界各地的首要致残原因，超过60％的患者有自杀的念头，一半以上的患者尝试过自残行为。2016年全球约有80万人患抑郁症自杀，每40秒钟就有一人死亡。

抑郁症又称抑郁障碍，以持久的心境低落为主要临床表现，是心境障碍的主要类型。常见的症状有：心境低落，情绪消沉，自卑抑郁，悲观厌世，有自杀企图或行为，甚至发生木僵，部分病例有明显的焦虑和运动性激越，严重者可出现幻觉、妄想等精神病性症状。每次发作持续至少两周以上，多数病例有反复发作的倾向。超过46％的自杀身亡者死时都患有精神疾病，最常见的则是抑郁症。

对于中度和重度抑郁症的治疗方法有：心理治疗或者抗抑郁药物治疗，如选择性血清素再摄取抑制剂和三环类抗抑郁药。抗抑郁药可以有效治疗中度和重度抑郁症，但并非轻度抑郁症的一线治疗手段，而且不应被用于治疗儿童抑郁症，也不应是青少年的一线治疗手段，对青少年，应慎用抗抑郁药。抗抑郁的药物主要有三环类抗抑郁药、单胺氧化酶抑制剂、选择性五羟色胺再摄取抑制剂、选择性五羟色胺和去甲肾上腺素再摄取抑制剂、五羟色胺拮抗与再摄取抑制剂、去甲肾上腺素再摄取抑制剂和去甲肾上腺素和特异性无羟色胺拮抗剂药物。药物主要有：Amitriptyline(阿米替林)、Bupropion(安非他酮)、Citalopram(西酞普兰)、Duloxetine(度洛西汀)、Fluoxetine(氟西汀)、Paroxetine(帕罗西汀)等。但是，这些药物治疗会有消化道症状、头痛头晕、肝毒性、高血压、失眠、性功能障碍等不良反应。此外，缓解的时间通常较久。对于大多数抗抑郁药。当患者的抑郁没有反应时，患者通常会连续服用不同的抗抑郁药物。抑郁症影响着全世界数以百万计的人。

近年来，越来越多的证据表明，肠-脑轴在调节大脑功能，特别是在情绪处理和行为方面起着关键作用，大量的临床前研究表明，精神益生菌通过脑-肠轴作用可以影响大脑发育、功能和行为，长期服用精神益生菌可减少焦虑抑郁样行为。鉴于精神益生菌对中枢神经系统，特别是压力、情绪、焦虑和认知的潜在影响，将肠道微生物作为改善或治疗精神疾病的潜在手段具有重要的临床积极意义，应用前景具有广泛吸引力。先前研究已经发现罗斯氏菌具有预防和治疗肥胖相关疾病的作用，但现有技术中尚无文献报道罗斯氏菌在防治焦虑抑郁症方面的作用。

目前本领域还没有一种有效的、副作用小的防治焦虑抑郁症的方法和药物，因此本领域迫切需要开发一种的新的，无毒副作用的，用于防治焦虑抑郁症的药物。

发明内容

为了解决以上技术问题，经过发明人的深入研究，发现罗斯氏菌(Roseburia)具有防治焦虑抑郁样行为的作用，将罗斯氏菌(Roseburia)灌胃实验对象，发现该菌能够抑制焦虑抑郁样行为，有效减轻精神疾病病症，因此适合开发缓解焦虑抑郁样药物。在此基础上完成本发明。

本发明的目的在于提供一株罗斯氏菌(Roseburia)作为制备防治焦虑抑郁症药物中的应用。其中罗斯氏菌，全称为罗斯氏菌NCIMB14030(Roseburia inulinivoransNCIMB14030)，购买自中国工业微生物菌种保藏管理中心，来源于NCIMB(NationalCollections of Industrial,Food and Marine Bacterial)保藏号为NCIMB14030。

制备的防治焦虑抑郁症药物中，含有有效量的罗斯氏菌和/或其代谢产物，以及药学上可接受的载体。

本发明所述的防治焦虑抑郁症药物的剂型包括颗粒剂、胶囊、片剂、粉末剂、口服液、混悬液、或乳剂等本领域常见的药物剂型。

本发明所述的药物配方如下:1×10⁴-1×10²⁰CFU/mL的罗斯氏菌(Roseburia)和/或其代谢产物；以及药学上可接受的载体和/或赋形剂。

本发明所述的包含罗斯氏菌NCIMB14030和或其代谢产物的药物通过如下机制中的至少一项来实现其效果：

1)降低血清或脑组织中炎症因子含量；

2)降低血清中皮质酮含量；

3)降低脑组织中皮质酮含量；

4)升高短链脂肪酸含量；

5)升高神经递质含量；

6)降低肠道屏障通透性；

7)降低血脑屏障通透性；

具体的：

8)降低精神疾病患者炎症因子含量；

9)降低精神疾病患者血清中炎症因子含量；

10)降低精神疾病患者脑组织中炎症因子含量；

11)降低精神疾病患者血清中皮质酮含量；

12)降低精神疾病患者脑组织中皮质酮含量；

13)升高精神疾病患者短链脂肪酸含量；

14)升高精神疾病患者神经递质含量；

15)降低精神疾病患者肠道屏障通透性；

16)降低精神疾病患者血脑屏障通透性。

本发明提供了罗斯氏菌在防治焦虑抑郁症方面的用途。实验对象先接受慢性不可预刺激进行抑郁造模同时摄入罗斯氏菌，罗斯氏菌NCIMB 14030具有抑制受验者焦虑抑郁样的行为。同时，经罗斯氏菌NCIMB14030治疗的抑郁大鼠与未接受治疗的抑郁大鼠相比，大鼠的焦虑抑郁样行为有明显改善。因此，所述菌株能够用以防治焦虑抑郁症。

本发明提供的罗斯氏菌NCIMB14030具有优秀的抗焦虑抑郁症的功能，可用于制备防治焦虑抑郁症的药物，为临床干预和控制焦虑抑郁症等精神疾病提供新的思路，具有良好的产业前景。

附图说明

图1显示了实验分组信息和处理步骤。

图2显示了3组大鼠生长状态。

图3显示了3组大鼠行为学测试(旷场实验)的比较结果。

图4显示了3组大鼠行为学测试(高架十字迷宫实验)的比较结果。

图5显示了3组大鼠行为学测试(强迫游泳实验)的比较结果。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究和实验发现，罗斯氏菌(Roseburia)具有防治焦虑抑郁样行为的作用，将罗斯氏菌(Roseburia)灌胃实验对象，发现该菌能够抑制焦虑抑郁样行为，有效减轻精神疾病病症。在此基础上完成本发明。

如本文所用，术语“含有”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物中。因此，术语“主要由...组成”和“由...组成”包含在术语“含有”中。如本文所用，术语“罗斯氏菌”，“Roseburia”可互换使用。

所述的罗斯氏菌的菌株为Roseburia inulinivorans NCIMB 14030,来源于NCIMB(National Collections of Industrial,Food and Marine Bacterial)，购买自中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号为NCIMB14030。

罗斯氏菌，微弯杆状，不产芽孢,运动活跃,在细胞的凹面的近端处或一端生有一簇鞭毛，产丁酸盐和乳酸，不产氢气。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

(一)实验材料

大鼠:SPF级Sprague Dawley(SD)大鼠购自斯贝福生物技术有限公司，为正常饲养大鼠，6周龄，一共30只。大鼠生长过程处于同一环境，且喂养同样的食物。

菌株：Roseburia inulinivorans NCIMB14030，来源于NCIMB(NationalCollections of Industrial,Food and Marine Bacterial)，购买自中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号为NCIMB14030。

常规大鼠饲料:无菌大鼠饲料购自斯贝福生物技术有限公司。

(二)实验方案

将购回的30只6周龄SD雄性大鼠置于同一环境正常适应性饲养1周后开始正式实验，记录每周喂食量并定期监控大鼠体重变化与身体状况。

本实施例共设置3个实验组：对照组(Control)，抑郁造模组(CUMS)，抑郁造模后灌胃Roseburia inulinivorans NCIMB 14030菌株组(R.I),每组各10只。选取正常喂养的SPF级6周龄SD雄性大鼠进行实验，通过行为学测试检测大鼠焦虑抑郁样行为，通过灌胃法为大鼠肠道引入罗斯氏菌NCIMB14030。如图1所示，具体分组如下：

对照组(Control)：正常饲养8周，不对其进行任何处理且不受造模大鼠的影响。

抑郁造模组(CUMS)：慢性不可预刺激4周，进行行为学测试后灌胃生理盐水4周。

抑郁造模+Roseburia inulinivorans NCIMB 14030菌株组(R.I)：慢性不可预刺激4周，进行行为学测试后灌胃Roseburia inulinivorans NCIMB 14030菌4周。

Roseburia inulinivorans NCIMB 14030菌株厌氧培养

Roseburia inulinivorans菌株于厌氧工作站(Bactron，Shellab BAC II)中37℃培养2-3天，所使用的培养基为M2GSC培养基：Casitone,10g/L,Solarbio,China；YeastExtract,2.5g/L,Thermo Fisher,USA；NaHCO3,4.0g/L,Sigma,USA；Glucose,2.0g/L,Beijing Chemical Works,Beijing,China；Soluble Starch,2.0g/L,Xilong Scientific,Beijing,China；Cellobiose,2.0g/L,Thermo Fisher,USA；Rumen fluid(clarified),10g/L,Wiz Biotech,China；Resazurin(0.1％w/w),1.0mL/L,Thermo Fisher,USA；CysteineHCl,1.0g/L,Innochem,Beijing,China；K₂HPO4,0.45g/L,Innochem,Beijing,China；KH₂PO4,0.45g/L,Beijing Chemical Works,Beijing,China；(NH4)₂SO4,0.9g/L,GuanghuaSci-Tech,Guangdong,China；NaCl,0.9g/L,Beijing Chemical Works,Beijing,China；MgSO4,0.09g/L,Beijing Chemical Works,Beijing,China；CaCl₂,0.09g/L,BeijingChemical Works,Beijing,China。每只大鼠灌胃菌液浓度为1×10⁹CFU/mL，灌胃体积为1mL/只，频率为每天一次。菌液需提前培养，每周活化保证新鲜，并分别测定浓度。

抑郁造模

30只大鼠均分为3个实验组(每实验组10只重复)，其中20只大鼠分别接受4周的慢性不可预刺激：(1)禁食24小时；(2)禁水24小时；(3)摇晃1小时(160r.p.m)；(4)夹尾1分钟；(5)冷水游泳(4℃，5分钟)；(6)昼夜颠倒；(7)50℃热应激。7种不可预刺激随机安排在1周，每天随机安排其中2种。未接受慢性不可预刺激的10只大鼠按照常规饲养，保证不受造模组的影响。

行为学测试

为观察研究实验动物神经精神变化，进行了一系列的行为学测试，方法与过程如下：

1)旷场实验(OF)

旷场实验测试用于评估动物的焦虑样行为，通过测试动物在新奇开放环境下的自发性活动和探索行为，可用于评价其焦虑程度。将大鼠置于开放式设备(50×50×45cm)中心，让大鼠适应一分钟，然后使用Ethovision软件(Noldus,TrackSys,Nottingham,UK)记录5分钟自发活动。总运动距离和中心区域潜伏百分比(距边缘50％)作为运动活动和焦虑样行为的指标。每只大鼠测试结束后放回饲养笼具内，同时清理设备，并用75％的乙醇擦拭内壁及底面以消除大鼠大小便及气味等对后继实验动物的影响。

2)高架十字迷宫实验(EPM)

高架十字迷宫是利用动物对新异环境的探究特性和对高悬敞开臂的恐惧形成矛盾冲突行为来考察动物的焦虑状态。将大鼠引入四壁迷宫的中央区域，头朝开臂，此后每只大鼠均放在同一位置，两个开放臂(50×10cm)没有墙壁，两个闭合臂(50×10×30cm)有墙壁，迷宫高出地面一米。在迷宫正上方的摄像机被用来跟踪每只大鼠的运动，并用Ethovision软件(Noldus,TrackSys,Nottingham,UK)记录5分钟内大鼠在开放臂和闭合臂的停留时间，以及进入开放臂和闭合臂的的次数。较低的进入开放臂的频率和停留时间作为焦虑表现指标。每次实验后用70％乙醇清洗迷宫以消除大鼠大小便及气味等对后继实验大鼠的影响。

3)强迫游泳实验(FST)

强迫游泳实验用于评估动物抑郁样行为，其原理是当动物被放进一个有限的空间使之游泳，开始时拼命游泳力图逃脱，很快就变成漂浮不动状态，仅露出鼻孔保持呼吸，四肢偶尔划动以保持身体不至于沉下去，实际是动物放弃逃脱的希望，属于行为绝望。将大鼠置于装有30cm高度水(25℃左右)的透明塑料桶(40×70cm)中，让大鼠适应一分钟，然后记录大鼠5分钟内的静止时间及游泳时间。静止是指动物保持头部在水面上没有额外的运动。静止时间作为大鼠抑郁样行为的表现指标。每次测试均更换一次实验用水以消除大鼠大小便及气味等对后继实验大鼠的影响。

实验结果

1.大鼠生长状态见图2

相比对照组(Control)，CUMS组大鼠体重显著降低，增重显著降低，但是摄食量没有明显变化。相比CUMS组大鼠，给予罗斯氏菌组(R.I)大鼠体重显著增加，增重显著增加，摄食量没有显著变化，表明罗斯氏菌有助于缓解抑郁造模所带来的体重下降，增重下降的问题。

2.大鼠行为学测试(旷场实验)比较结果见图3

相比对照组(Control)，CUMS组大鼠在旷场实验中的运动距离、中央区域运动距离百分比及中央区域的停留时间百分比显著的降低了，抑郁造模处理使得大鼠产生焦虑行为。相比CUMS组，给予罗斯氏菌组(R.I)大鼠在旷场实验中的运动距离、中央区域运动距离百分比及中央区域的停留时间百分比显著增加，表明罗斯氏菌可以治疗缓解大鼠因慢性不可预刺激诱导的焦虑样行为。

3.大鼠行为学测试(高架十字迷宫实验)比较结果见图4

相比对照组(Control)，CUMS组大鼠在高架十字迷宫实验中开放臂进入次数及开放臂停留时间显著的降低了，抑郁造模处理使得大鼠产生焦虑行为。相比CUMS组，给予罗斯氏菌组(R.I)大鼠在高架十字迷宫实验中的开放臂进入次数及开放臂停留时间显著的增加了，表明罗斯氏菌可以治疗缓解大鼠因慢性不可预刺激诱导的焦虑样。

4.大鼠行为学测试(强迫游泳实验)比较结果见图5

相比对照组(Control)，CUMS组大鼠在强迫游泳实验中的游泳时间显著降低，不动时间显著增加，表明慢性不可预刺激使得大鼠产生抑郁样行为。相比CUMS组，给予罗斯氏菌组(R.I)大鼠在强迫游泳实验中的游泳时间显著增加，不动时间显著降低，表明罗斯氏菌可以治疗缓解大鼠因慢性不可预刺激诱导的抑郁样行为。

结论

总之，上述研究结果首次证明了，罗斯氏菌可预防和治疗大鼠因慢性不可预刺激诱导的焦虑样和抑郁样行为。本结果为罗斯氏菌在作为制备防治抑郁症和焦虑症药物中的应用提供了强有力的实验支撑。

本申请提供一株具有改善焦虑抑郁症的Roseburia inulinivorans NCIMB14030。本申请以SD大鼠为实验对象，证明罗斯氏菌NCIMB 14030具有改善焦虑抑郁症的作用。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的菌液浓度和/菌株。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.罗斯氏菌(Roseburia)用于制造缓解焦虑抑郁症的药物的用途，其特征在于，所述罗斯氏菌为Roseburia inulinivorans，购买自中国工业微生物菌种保藏管理中心，来源于NCIMB(National Collections of Industrial,Food and Marine Bacterial)，保藏号为NCIMB14030。

2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述罗斯氏菌是活细胞形式。

3.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述缓解焦虑抑郁症的药物中包含罗斯氏菌NCIMB14030和/或其代谢产物。

4.如权利要求3所述的用途，其特征在于，所述药物中罗斯氏菌NCIMB14030和/或其代谢产物通过如下机制的至少一项来缓解焦虑抑郁症：

1)降低血清或脑组织中炎症因子含量；

2)降低血清中皮质酮含量；

3)降低脑组织中皮质酮含量；

4)升高短链脂肪酸含量；

5)升高神经递质含量；

6)降低肠道屏障通透性；

7)降低血脑屏障通透性。

5.如权利要求4所述的用途，其特征在于，所述药物中罗斯氏菌NCIMB14030和/或其代谢产物通过如下机制的至少一项来缓解焦虑抑郁症：

1)降低精神疾病对象血清中炎症因子含量；

2)降低精神疾病对象脑组织中炎症因子含量；

3)降低精神疾病对象血清中皮质酮含量；

4)降低精神疾病对象脑组织中皮质酮含量；

5)升高精神疾病对象短链脂肪酸含量；

6)升高精神疾病对象神经递质含量；

7)降低精神疾病对象肠道屏障通透性；

8)降低精神疾病对象血脑屏障通透性。

6.权利要求1-5任一项罗斯氏菌(Roseburia)用于制造缓解焦虑抑郁症的药物的用途所制得的药物，其特征在于，所述药物中含有有效量的罗斯氏菌(Roseburia)和/或其代谢产物，以及药学上可接受的载体和/或赋形剂。

7.如权利要求6所述的药物，其特征在于，所述药物的剂型包括：颗粒剂、胶囊、片剂、粉末剂、口服液、混悬液、或乳剂等本领域常见的剂型。

8.如权利要求6所述的药物，其特征在于，所述罗斯氏菌(Roseburia)和/或其代谢产物的有效量为1×10⁴-1×10²⁰CFU/mL。

9.如权利要求8所述的药物，其特征在于，所述有效量为1×10⁹CFU/mL。

10.权利要求6-9任一项所述药物的使用方法，其特征在于，通过喂食的方式使用该种药物。

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