Effect of Huanglian Ejiaotang on 5-Hydroxytryptamine System and Gut Microbiota in Sleep-deprived Rats

DIAO Huaqiong; WEI Dan; DING Haiyue; ZHANG Jing; CHEN Yufei; WANG Min; ZHU Qingsheng; LI Xiaoli

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20231043

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Effect of Huanglian Ejiaotang on 5-Hydroxytryptamine System and Gut Microbiota in Sleep-deprived Rats

更新时间：2023-10-13

- Effect of Huanglian Ejiaotang on 5-Hydroxytryptamine System and Gut Microbiota in Sleep-deprived Rats
  增强出版
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 29, Issue 21, Pages: 49-58(2023)
- 作者机构：
  
  1.北京中医药大学第三附属医院，北京 100029
  2.北京市朝阳区第三医院，北京 100121
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20231043
  CLC： R2-0;R33;R338.63;R289
- Published：05 November 2023，
  
  Published Online：15 August 2023，
  
  Received：27 June 2023，
- 稿件说明：
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刁华琼,魏丹,丁海月等.黄连阿胶汤对睡眠剥夺大鼠5-羟色胺系统和肠道菌群的影响[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(21):49-58.

DIAO Huaqiong,WEI Dan,DING Haiyue,et al.Effect of Huanglian Ejiaotang on 5-Hydroxytryptamine System and Gut Microbiota in Sleep-deprived Rats[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(21):49-58.
刁华琼,魏丹,丁海月等.黄连阿胶汤对睡眠剥夺大鼠5-羟色胺系统和肠道菌群的影响[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(21):49-58. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20231043.

DIAO Huaqiong,WEI Dan,DING Haiyue,et al.Effect of Huanglian Ejiaotang on 5-Hydroxytryptamine System and Gut Microbiota in Sleep-deprived Rats[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(21):49-58. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20231043.

摘要

目的

基于5-羟色胺系统和肠道菌群研究黄连阿胶汤干预失眠的机制。

方法

将55只SPF级SD大鼠随机分为正常组、模型组、黄连阿胶汤低、中、高剂量组（1.925、3.85、7.7 g·kg

-1

）和艾司唑仑组（0.1 mg·kg

-1

），除正常组，其余5组大鼠被放在窄平台剥夺睡眠，每天剥夺12 h，连续21 d。药物干预14 d后，分别通过戊巴比妥钠睡眠协同实验、旷场实验和糖水偏好实验评估大鼠的睡眠情况、探究行为和抑郁样行为；采用酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测5-羟色胺（5-HT）、5-羟吲哚乙酸（5-HIAA）、色氨酸羟化酶（TPH）和单胺氧化酶-A（MAO-A）的含量，实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）检测5-HT1A受体（5-HT1AR）和5-HT2A受体（5-HT2AR）的mRNA表达；基于16S rRNA测序技术检测各组大鼠肠道菌群的差异，采用冗余分析方法揭示5-HT系统与菌群的关联。

结果

与正常组比较，模型组大鼠的睡眠潜伏期延长（

0.05），睡眠维持时间显著缩短（

0.01），旷场中央区域活动时间显著减少（

0.01），糖水偏好率明显降低（

0.05）；5-HT、5-HIAA、TPH和MAO-A的含量显著降低（

0.01），5-HIAA/5-HT显著下降（

0.01），5-HT1AR mRNA表达显著下调（

0.01），5-HT2AR mRNA表达明显上调（

0.05）；厚壁菌门的占比降低，拟杆菌门的占比升高，厚壁菌门与拟杆菌门的比值（F/B）明显减小（

0.05）。与模型组比较，黄连阿胶汤高剂量组的睡眠潜伏期缩短（

0.01），睡眠维持时间延长（

0.01），黄连阿胶汤低剂量组的中央区域活动时间增加（

0.01），糖水偏好率明显升高（

0.05）；黄连阿胶汤高剂量组的5-HT、5-HIAA、TPH和MAO-A的含量增加（

0.01）、5-HIAA/5-HT升高（

0.05），5-HT1AR mRNA上调（

0.01），5-HT2AR mRNA下调（

0.05）；黄连阿胶汤低剂量组的厚壁菌门占比升高，拟杆菌门占比降低，F/B增大。门水平上，5-HT、5-HIAA、MAO-A与厚壁菌门呈正相关，与拟杆菌门呈负相关；属水平上，5-HT、5-HIAA、TPH、MAO-A与普雷沃氏菌属和乳酸杆菌属呈负相关，与布劳特氏属和拟杆菌属呈正相关。

结论

黄连阿胶汤可通过调节5-HT系统的活性和肠道菌群的组成，改善睡眠剥夺诱导的失眠和抑郁样行为。

Abstract

Objective

To explore the mechanism of Huanglian Ejiaotang in intervening in insomnia based on 5-hydroxytryptamine （5-HT） system and gut microbiota.

Method

Fifty-five SPF-grade SD rats were randomly divided into normal group， model group， low-， medium-， and high-dose Huanglian Ejiaotang groups （1.925， 3.85， and 7.7 g·kg

-1

）， and Estazolam group （0.1 mg·kg

-1

）. Except for those in the normal group， the rats in the other five groups were subjected to sleep deprivation on a narrow platform for 12 hours daily for 21 consecutive days. After 14 days of drug intervention， the sleep， exploratory behavior， and depressive-like behavior of the rats were assessed using the pentobarbital sodium sleep synergistic test， the open field test， and the sugar preference test， respectively. Enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA） was used to detect the levels of 5-HT， 5-hydroxyindoleacetic acid （5-HIAA）， tryptophan hydroxylase （TPH）， and monoamine oxidase-A （MAO-A）. Real-time polymerase chain reaction （Real-time PCR） was used to measure the mRNA expression of the 5-HT1A receptor （5-HT1AR） and 5-HT2A receptor （5-HT2AR）. Differences in gut microbiota among the groups were assessed using 16S rRNA sequencing， and the correlation between the 5-HT system and microbiota was revealed using redundancy analysis.

Result

Compared with the normal group， the model group showed a prolonged sleep latency （

0.05）， reduced sleep maintenance （

0.01）， decreased central area activity time in the open field （

0.01）， and reduced sugar preference rate （

0.05）. Moreover， the model group also showed decreased levels of 5-HT， 5-HIAA， TPH， and MAO-A （

0.01）， decreased 5-HIAA/5-HT ratio （

0.01）， downregulated mRNA expression of 5-HT1AR （

0.01）， and upregulated mRNA expression of 5-HT2AR （

0.05）. The proportion of Firmicutes decreased， while that of Bacteroidetes increased， leading to a decreased Firmicutes/Bacteroidetes （F/B） ratio （

0.05）. Compared with the model group， the high-dose Huanglian Ejiaotang group exhibited a shortened sleep latency （

0.01）， and increased sleep maintenance （

0.01）. The low-dose Huanglian Ejiaotang group showed increased central area activity time （

0.01） and an increased sugar preference rate （

0.05）. The high-dose Huanglian Ejiaotang group exhibited increased levels of 5-HT， 5-HIAA， TPH， and MAO-A （

0.01）， increased 5-HIAA/5-HT ratio （

0.05）， upregulated mRNA expression of 5-HT1AR （

0.01）， and downregulated mRNA expression of 5-HT2AR （

0.05）. The low-dose Huanglian Ejiaotang group displayed an increased proportion of Firmicutes and a decreased proportion of Bacteroidetes， resulting in an increased F/B ratio. At the phylum level， 5-HT， 5-HIAA， and MAO-A were positively correlated with Firmicutes and negatively correlated with Bacteroidetes. At the genus level， 5-HT， 5-HIAA， TPH， and MAO-A were negatively correlated with

Prevotella

and

Lactobacillus

and positively correlated with

Blautia

and

Bacteroides

Conclusion

Huanglian Ejiaotang can improve sleep deprivation-induced insomnia and depressive-like behavior by regulating the activity of the 5-HT system and the composition of gut microbiota.

关键词

黄连阿胶汤睡眠剥夺5-羟色胺肠道菌群动物实验

Keywords

Huanglian Ejiaotangsleep deprivation5-hydroxytryptaminegut microbiotaanimal experiments

references

WANG J，LIU S，GUO J，et al.Chronotypes， sleep and mental distress among Chinese college students： A cross-sectional study［J］.Front Psychiatry，2022，13：883484.

王欣琦，李雪梅，蔡梦怡，等.中青年人群失眠发生率及影响因素的系统评价［J］.中风与神经疾病杂志，2023，40（3）：222-228.

HWANG H，KIM K M，YUN C H，et al.Sleep state of the elderly population in Korea： Nationwide cross-sectional population-based study［J］.Front Neurol，2022，13：1095404.

OH C M，KIM H Y，NA H K，et al.The Effect of anxiety and depression on sleep quality of individuals with high risk for insomnia： A population-based study［J］.Front Neurol，2019，10：849.

ANDERSON L H，WHITEBIRD R R，SCHULTZ J，et al.Healthcare utilization and costs in persons with insomnia in a managed care population［J］.Am J Manag Care，2014，20（5）：e157-e165.

KRAUS S S，RABIN L A.Sleep America：Managing the crisis of adult chronic insomnia and associated conditions［J］.J Affect Disord，2012，138（3）：192-212.

JONES L A，SUN E W，MARTIN A M，et al.The ever-changing roles of serotonin［J］.Int J Biochem Cell Biol，2020，125：105776.

姜岩岩，徐淑梅，何津岩.孤束核微注射5-羟色胺系统药物对大鼠睡眠-觉醒的影响及机制［J］.天津医药，2009，37（3）：209-211，后插4.

LI Y，HAO Y，FAN F，et al.The role of microbiome in insomnia， circadian disturbance and depression［J］.Front Psychiatry，2018，9：669.

冯雅，杭露，周盐，等. 肠道菌群通过调节5-HT代谢在IBS中发挥作用［J］.世界华人消化杂志， 2022，30（21）：941-949.

屠宏伟，刘鹏鸿，张克让.选择性5-羟色胺再摄取抑制剂类抗抑郁药对肠道菌群影响的研究进展［J］.神经疾病与精神卫生，2022，22（3）：194-197.

WU Q，CHEN X，GAN G，et al.Visual analysis and evaluation of clinical research on traditional Chinese medicine compounds in treating insomnia of Yin deficiency syndrome［J］.J Ethnopharmacol，2022，298：115669.

中医中医科学院失眠症中医临床实践指南课题组.失眠症中医临床实践指南（WHO/WPO）［J］.世界睡眠医学杂志，2016，3（1）：8-25.

贾利利，周宁，李凯，等.黄连阿胶汤对对氯苯丙氨酸致失眠模型小鼠神经递质的影响［J］.中国实验方剂学杂志，2012，18（22）：240-242.

陈汉裕，陈凤丽，林赞檬，等.黄连阿胶汤对戊巴比妥钠致小鼠催眠作用及神经递质的影响［J］.广东医学，2016，37（21）：3165-3168.

张乃文，李梦媛，李小黎，等.柴胡加龙骨牡蛎汤对睡眠剥夺大鼠行为学、脑电活动和炎性因子的影响［J］.湖南师范大学学报：医学版，2022，19（2）：36-41.

郭晓，郭蓉娟，邢佳，等.宁心安神方调控失眠大鼠Glu/GABA-Gln代谢环路失衡的机制研究［J］.北京中医药大学学报，2017，40（5）：413-419.

李仪奎. 中药药理实验方法学［M］.上海：上海科学技术出版社， 2006： 25.

陈弘婧. 柴胡加龙骨牡蛎汤加减对REM睡眠剥夺大鼠肠道菌群的影响［D］.北京：中医药大学， 2020.

BIAN Z，ZHANG W，TANG J，et al.Mechanisms underlying the action of Ziziphi Spinosae Semen in the treatment of insomnia：A study involving network pharmacology and experimental validation［J］.Front Pharmacol，2021，12：752211.

ZHU S，ZHANG Y，LI Q，et al.Nasal Caffeine thermo-sensitive in situ gel for enhanced cognition after sleep-deprivation［J］.Curr Drug Deliv，2022，20（1）：98-109.

田会玲，李小黎，唐启盛，等.颐脑解郁复方对卒中后抑郁大鼠行为学及海马CA1区病理损伤的影响［J］.中国中医药信息杂志，2017，24（7）：49-53.

CALLAHAN B J，MCMURDIE P J，ROSEN M J，et al.DADA2： High-resolution sample inference from Illumina amplicon data［J］.Nat Methods，2016，13（7）：581-583.

魏鹏路，尚菊菊，刘红旭，等. 经典名方黄连阿胶汤的历史沿革及现代应用［J］. 中国实验方剂学杂志， 2023，29（3）：34-43.

刁华琼，张婧，王敏，等.改良的多平台水环境法在睡眠剥夺动物模型中的应用与评价［J］.中国实验动物学报，2023，31（1）：120-128.

徐孝平，潘永明，冷晓霞，等.睡眠剥夺对大鼠抗氧化应激的影响及中药的干预作用［J］.浙江中医药大学学报，2011，35（2）：234-237.

李敏，黄玉惠，谢小婵，等.寒性中药对机体状态影响的实验研究［J］.陕西中医学院学报，2014，37（4）：72-74，113.

王宏斌，杨如意，曹昌霞，等.艾灸结合黄连阿胶汤对PCPA致失眠大鼠神经递质5-HT、5-HIAA、NE、IL-6水平的影响［J］.时珍国医国药，2022，33（7）：1623-1626.

张忠阳，凌家艳，周盾.黄连阿胶汤加味治疗阴虚火旺证失眠的临床疗效及对5-羟色胺和多巴胺水平的影响研究［J］.中华中医药学刊，2021，39（4）：167-171.

YAO C，WANG Z，JIANG H，et al.Ganoderma lucidum promotes sleep through a gut microbiota-dependent and serotonin-involved pathway in mice［J］.Sci Rep，2021，11（1）：13660.

SUN J， FANG D， WANG Z， et al. Sleep deprivation and gut microbiota dysbiosis： Current understandings and implications［J］. Int J Mol Sci， 2023，24（11）：9603.

刘秉东. 基于机器学习的肠道菌群与失眠障碍的相关性研究［D］.广州：暨南大学， 2019.

任晓宇，李廷利.酸枣仁汤对慢性睡眠剥夺小鼠肝功能和特定肠道菌的影响［J］.药物评价研究，2020，43（2）：226-231.

朱晓松，彭善鑫，左志文，等.失眠患者乌梅丸加减方口服后睡眠质量及肠道菌群变化［J］.山东医药，2022，62（11）：47-49.

段学清，陈瑞，朱晨，等.黄连对大鼠肠道菌群的影响［J］.时珍国医国药，2021，32（5）：1065-1070.

骆杰伟，吴永希，黄昉萌，等.不同中医证型原发性失眠患者肠道菌群差异研究［J］.中国中医药信息杂志，2018，25（4）：28-34.

YANG D F，HUANG W C，WU C W，et al.Acute sleep deprivation exacerbates systemic inflammation and psychiatry disorders through gut microbiota dysbiosis and disruption of circadian rhythms［J］.Microbiol Res，2023，268：127292.

MO L，JING H，DU X，et al.Goat and cow milk differ in altering the microbiota composition and neurotransmitter levels in insomnia mouse models［J］.Food Funct，2023，14（14）：6526-6540.

LIU W H，CHUANG H L，HUANG Y T，et al.Alteration of behavior and monoamine levels attributable to Lactobacillus plantarum PS128 in germ-free mice［J］.Behav Brain Res，2016，298（Pt B）：202-209.

陈抒鹏，唐娜娜，王思梦，等.肝郁脾虚方对抑郁失眠模型大鼠结肠组织GABA能信号系统及肠道菌群的影响［J］.中医杂志，2023，64（12）：1273-1281.

GROSICKI G J，RIEMANN B L，FLATT A A，et al.Self-reported sleep quality is associated with gut microbiome composition in young， healthy individuals：A pilot study［J］.Sleep Med，2020，73：76-81.

YAO L，LV J，DUAN C，et al.Armillaria mellea fermentation liquor ameliorates p-chlorophenylalanine-induced insomnia associated with the modulation of serotonergic system and gut microbiota in rats［J］.J Food Biochem，2022，46（2）：e14075.

李悦，王慧，姚欣雨，等.酸枣仁汤对PCPA失眠大鼠学习记忆功能及海马突触可塑性相关蛋白表达的影响［J］.中国实验方剂学杂志，2022，28（8）：12-20.

ZHOU J，WU X，LI Z，et al.Alterations in gut microbiota are correlated with serum metabolites in patients with insomnia disorder［J］.Front Cell Infect Microbiol，2022，12：722662.

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