昼夜节律的紊乱在现代社会中日益受到关注,这主要是由于工作时间延长、生活方式不规律以及普遍接触电子屏幕所致。越来越多的证据表明,慢性睡眠不足会引发全身性神经炎症反应,并显著增加患抑郁症的风险(Banks等人,2024年;Terao等人,2022年)。昼夜节律的紊乱不仅作为抑郁症的诱因,还通过影响神经免疫调节在其发展中起持续作用(Cheng等人,2024年;Cheng & Olié,2012年)。睡眠剥夺会增强免疫细胞的激活,导致促炎细胞因子的过度分泌,从而扰乱神经元稳态和神经递质平衡,引发抑郁样行为(Milrad等人,2017年;Manchanda等人,2018年)。这些发现共同表明,针对炎症信号通路可能是治疗与昼夜节律紊乱相关的情绪障碍的有希望的治疗途径。
在涉及的免疫通路中,主要由肠道黏膜内的Th17细胞产生的IL-17最近受到了特别关注。Th17细胞的分化受到转录因子RORγt及其上游调节因子STAT3的严格调控(Sun等人,2019年;Tanaka等人,2014年;Yu等人,2013年)。在稳态条件下,肠道微生物群维持Th17细胞和调节性Treg细胞之间的平衡,从而将IL-17的表达控制在生理范围内。然而,微生物群失衡会通过促进STAT3的磷酸化和RORγt的激活来破坏这种免疫平衡,导致Th17细胞过度活跃和IL-17A的过度释放(Poholek等人,2020年;Ikegami等人,2019年)。升高的IL-17A会引发肠道炎症,破坏血脑屏障(BBB),并激活以小胶质细胞刺激和TNF-α、IL-6等细胞因子上调为特征的神经炎症级联反应,最终损害突触可塑性并引发抑郁症状(Ni等人,2018年)。此外,MAPK1增强RORγt的转录和STAT3的磷酸化,而GSK3β稳定β-连环蛋白并放大IL-6/IL-23介导的STAT3信号通路,共同维持Th17依赖的炎症反应(Yamazaki等人,2017年;Xu等人,2022年;Kayama等人,2019年;Punkenburg等人,2016年)。因此,失调的IL-17信号通路成为连接肠道微生物失衡与中枢神经系统功能障碍的关键神经免疫轴。
肠道微生物群在维持宿主代谢、免疫稳态和肠道-大脑轴上的神经化学信号传导中起着重要作用(Yu等人,2022年)。稳定的昼夜节律有助于维持微生物多样性,而睡眠或节律紊乱会重塑微生物群落并破坏肠道屏障的完整性。由此导致的微生物产物和炎症介质进入系统循环会引发持续的低度炎症(Deaver等人,2018年;Wankhede等人,2025年;Thaiss等人,2014年)。循环中的细胞因子如IL-6和TNF-α会进一步增加血脑屏障的通透性并启动神经炎症级联反应(Gryka等人,2024年;Aslam等人,2012年;Kempuraj等人,2017年)。同时,炎症信号可以通过迷走神经传入纤维到达大脑,改变包括前额叶皮层和海马体在内的情绪相关区域的神经元兴奋性(Hodes等人,2015年)。在这个免疫-神经框架中,IL-17是一个关键效应因子,它将肠道免疫失衡与中枢炎症联系起来。在生理条件下,IL-17有助于黏膜防御(Kumar等人,2016年)。然而,在微生物群失衡期间,过量的IL-17产生会增强Th17细胞的活性,持续全身性炎症,并破坏血脑屏障的完整性,从而促进神经免疫激活(Marié等人,2021年)。
针对与昼夜节律紊乱相关的抑郁症的药物治疗仍然有限。传统的抗抑郁药和催眠药只能提供短暂的缓解,但常常伴有认知障碍、胃肠道不适和药物依赖等副作用(Lee,2019年;Lam,2008年;He等人,2022年)。这些局限性促使人们关注具有调节神经免疫信号和恢复肠道-大脑轴平衡能力的天然化合物。
木脂素B是从五味子(Schisandra chinensis)中提取的一种二苯并环辛二烯木脂素,具有广泛的药理活性和优异的安全性。传统上,五味子在东亚医学中被用作一种适应原和恢复草药,用于缓解疲劳、改善睡眠和稳定情绪——这些效果与现代管理压力和节律相关情绪障碍的概念一致(Xia等人,2016年;Liao等人,2018年)。实验研究表明,木脂素B具有强大的抗炎作用(Zhu等人,2023年)并有益地调节肠道微生物组成(Song等人,2021年),表明其在由微生物群-免疫-大脑失调引起的疾病中具有潜在的用途。通过下调TNF-α和IL-6等促炎细胞因子,木脂素B可以缓解全身性和神经炎症相关的抑郁行为(Ji等人,2019年)。然而,木脂素B是否可以通过调节肠道-大脑轴来对抗与昼夜节律紊乱相关的情绪障碍尚不清楚。因此,我们假设木脂素B通过抑制STAT3的磷酸化和RORγt的表达来减轻睡眠剥夺引起的抑郁样行为,从而减少IL-17A的产生和神经炎症。本研究旨在阐明睡眠剥夺诱导的抑郁症背后的IL-17介导的肠道-大脑机制,并为开发天然免疫调节抗抑郁药提供理论基础。