目的:探究抑郁障碍(Major depressive disorder,MDD)患者肠道菌群紊乱与肠胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)分泌减少的关联,探索GLP-1通过海马神经保护发挥抗抑郁作用的具体方式,为MDD的“微生物-肠-脑”轴假说提供实验基础和理论依据。方法:第一部分:开展病例对照研究,80例首发未治疗MDD患者分为两组,一组40例收集血液样本,另一组40例收集粪便样本,分别为两MDD组样本匹配年龄、性别、居住地相当的对照样本,采用ELISA方法检测血浆和粪便中GLP-1浓度及血浆中脑源性神经营养因子(Brain-Derived Neurotrophic Factor,BDNF)浓度、q RT-PCR方法检测肠道7种目标菌属相对含量,结合临床资料分析MDD组与对照间血浆和粪便中GLP-1水平差异及GLP-1与肠道菌群、血浆BDNF的关系;第二部分:对小鼠海马神经细胞HT-22给予皮质酮刺激构建MDD细胞模型,经GLP-1干预后荧光倒置显微镜下观察各组细胞形态、CCK-8实验检测细胞增殖、流式细胞术及Hoechst+碘化丙啶(Propidium Iodide,PI)双染检测细胞凋亡和坏死、比色法检测细胞培养上清液中乳酸脱氢酶和葡萄糖浓度、ELISA检测细胞培养上清液中神经递质5-羟色胺(5-Hydroxy Tryptamine,5-HT)、去甲肾上腺素(Norepinephrine,NE)、多巴胺(Dopamine,DA)及BDNF水平、Weston blot检测c AMP-CREB-BDNF信号通路关键蛋白水平;第三部分:通过慢性不可预知温和刺激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)干预SD大鼠4周构建MDD动物模型。对MDD大鼠进行2周药物治疗后比较正常对照组、MDD组、氟西汀治疗组(MDD+Flu组)和氟西汀+乳酸菌素片灌胃组(MDD+Flu+Lac.组)大鼠行为学改变、16s r DNA检测各组大鼠肠道菌群分布情况、HE染色观察大鼠肠粘膜及海马组织形态学变化、尼氏染色观察海马神经细胞尼氏小体、电子显微镜观察海马神经细胞亚细胞结构、免疫荧光实验观察海马神经细胞凋亡相关蛋白表达情况、ELISA检测大鼠血清及脑组织中神经递质水平、Western Blot检测各组大鼠结肠中GLP-1蛋白以及海马组织中GLP-1蛋白、凋亡相关蛋白和c AMP-CREB-BDNF信号通路关键蛋白表达水平。结果:第一部分:1.MDD组血浆及粪便中GLP-1水平较对照组降低(血:0.81±0.22 v.s.1.05±0.26,P<0.01;粪:2.23±0.46 v.s.2.47±0.37,P<0.05);2.MDD组存在肠道菌群紊乱,拟杆菌、罗斯伯里氏菌、埃希氏杆菌相对含量高于对照组(P<0.05),乳酸杆菌、粪杆菌、双歧杆菌相对含量低于对照组(P<0.05);3.粪便中GLP-1水平与乳酸杆菌相对含量呈正相关(MDD组:r=0.405,P<0.01;对照组:r=0.693,P<0.001);4.MDD组血浆BDNF水平低于对照组(P<0.05,),降低趋势与GLP-1呈正相关(MDD组:r=0.554,P=0.01;对照组:r=0.633,P<0.01)。第二部分:1.200μM CORT损伤HT-22细胞48h可有效构建MDD细胞模型;2.50n M GLP-1可fine-needle aspiration biopsy以逆转CORT造成的细胞损伤,具体表现为:与模型(Model)组相比,GLP-1干预组细胞坏死+凋亡率由18.567±0.662下降至10.677±0.606(P<0.0001),GLP-1组培养上清液中5-HT、NE、DA水平较Model组均显著增高(P值均<0.05),葡萄糖浓度显著下降(P<0.05);3.Model组细胞培养上清液中c AMP-CREB-BDNF信号通路关键蛋白水平较Control组均明显降低,GLP-1处理后相关蛋白表达水平较Model组升高(PKA:0.302±0.002 v.s 0.439±0.025,P<0.0001;p-CREB:0.391±0.005 v.s 0.527±0.032,P=0.001;p-Trkb::0.312±0.027 v.s 0.396±0.016,P=0.001)。第三部分:1.CUMS连续刺激SD大鼠4周后行为学实验表明大鼠出现抑郁样行为,经抗抑郁药物氟西汀治疗(MDD+Flu组)和乳酸菌素片辅助氟西汀治疗(MDD+Flu+Lac.组)2周后MDD+Flu+Lac.组大鼠强迫游泳静止时间较MDD组显著减少(P<0.0001),减少程度高于MDD+Flu组(P<0.0001),旷场实验中MDD+Flu+Lac.组大鼠活动总距离、中央区停留时间及中央区进入次数较MDD组明显上升(P<0.001),上升程度较MDD+Flu组更为显著(P<0.01),水迷宫实验中MDD+Flu+Lac.组大鼠游泳总距离较MDD组明显上升(P<0.05)、逃避潜伏期显著下降(P<0.001)、穿越平台Gefitinib抑制剂象限次数明显增多(P<0.001),变化趋势均高于MDD+Flu组;2.16s r DNA测序结果显示各组大鼠肠道优势菌不同,Control组:放线菌,MDD组:Selenomonadales、Negativicutes菌,MDD+Flu组:梭状芽孢杆菌,MDD+Flu+Lac.组:乳酸杆菌;3.MDD+Flu+Lac.组大鼠血清中DA、5-HT、NE、γ-氨基丁酸(γ-Aminobutyric Acid,GABA)水平较MDD组升高(P值均<0.01);4.抗抑郁治疗可改善CUMS造成的结肠粘膜炎性损伤、升高GLP-1水平(P<0.0001),其中MDD+Flu+Lac.组变化更为显著;5.抗抑郁治疗可改善CUMS造成的大鼠海马组织炎性损伤、增加海马组织尼氏小体数量,MDD+Flu+Lac.组大鼠海马突触重塑蛋白PSD-95水平及细胞增殖标记物Brd U蛋白水平较MDD组升高(P值均<0.05)、与MDD组相比MDD+Flu组和MDD+Flu+Lac.组凋亡蛋白caspase-3和BAX水平均降低、抗凋亡的蛋白BCL-2水平升高(P值均<0.05),MDD+Flu+Lac.组DA、5-HT、NE、GABA及GLP-1水平均较MDD组升高(P值均<0.05),MDD+Flu组和MDD+Flu+Lac.组大鼠海马组织c AMP-CREB-BDNF信号通路关键蛋白p-PKA、p-ERK1/2、p-CREB和BDNF水平均较MDD组升高(P值均<0.05),其中MDD+Flu+LY2835219抑制剂Lac.组升高趋势更为显著。结论:(一)MDD患者肠道分泌GLP-1降低与肠道菌群紊乱存在关联,肠道GLP-1可能通过“微生物-肠-脑”轴影响中枢产生BDNF而参与MDD的发生发展。(二)GLP-1可以逆转CORT造成的HT-22细胞损伤而发挥神经保护作用,其机制可能与c AMP-CREB-BDNF信号通路活性增加存在关联。(三)改善肠道微生态可促进GLP-1水平升高而在MDD发生发展中发挥保护作用。