Cell子刊：武汉大学李艳/王高华/刘忠纯揭示肠道细菌引起女性抑郁症的潜在机理

来源：生物世界 2023-03-21 10:34

这项研究工作通过分离雌二醇降解菌，发现了肠道菌Klebsiella aerogenes（产气克雷伯氏菌）表达的3β-HSD能导致宿主血清雌二醇降低和抑郁样行为

世界卫生组织（WHO）的报告显示，抑郁症发病率显现了明显的性别特点和年龄特点，即女性高于男性，老年人高于年轻人。前期的研究发现，女性抑郁症发病率大约是男性的两倍，这种性别差异与雌二醇水平的变化有关。雌二醇对于维持健康的情绪很重要，在啮齿动物实验中发现，低血清雌二醇水平可诱导抑郁样行为。

2023年3月17日，武汉大学人民医院李艳、王高华、刘忠纯等人在Cell子刊Cell Metabolism上发表了题为：Gut-microbiome-expressed 3 -hydroxysteroid dehydrogenase degrades estradiol and is linked to depression in premenopausal females的研究论文。

该研究发现了肠道细菌表达的3 -羟基类固醇脱氢酶（3 -HSD）能导致宿主血清雌二醇降低和抑郁样行为，阐明了肠道中的3 -HSD酶在女性抑郁症发病机制中的潜在作用。该研究成果为临床女性抑郁症的预防和，提供了理论依据和新的潜在治疗靶点。

在人类和动物中，雌激素主要在卵巢中合成。雌激素来源于和孕烯醇酮，并转化为雄烯二酮和睾酮，它们是雌二醇的直接前体。雌二醇经肝脏代谢后，通过胆道排泄到肠道，部分被重新吸收回血液。肠道微生物可以通过改变其活性与非活性形式的比例，来增加血清类固醇激素水平。

尽管有证据表明肠道菌可能参与了抑郁症的发病，但其具体机制还不明确。既往研究表明，抑郁症患者的肠道菌群发生了改变，变形杆菌和放线菌增加，而这两种菌具有类固醇降解能力的细菌。而雌二醇是一种类固醇激素，它的降低与女性抑郁症的发生密切相关。那么抑郁症患者肠道菌群的雌二醇代谢能力是否异常？这种异常是否导致了抑郁症的发生发展？为了探究这些问题，研究团队利用体外降解实验，来证明女性抑郁症患者的肠道菌群对雌二醇的降解能力。

为了进一步探究女性抑郁症患者肠道菌群的降解能力，研究团队以雌二醇为唯一碳源、从女性抑郁症患者的粪便菌群中分离出了一株细菌 Klebsiella aerogenes（产气克雷伯氏菌）。体外实验表明该菌具有雌二醇降解能力。将该细菌灌胃给小鼠后，小鼠血清雌二醇降低并出现了抑郁样行为；而用去除小鼠肠道中的Klebsiella aerogenes后，血清雌二醇水平恢复，抑郁样行为得到改善。

Klebsiella aerogenes到底是如何通过降低血清睾酮导致抑郁样行为的呢？

为了揭示这个问题，研究团队利用全基因组测序技术得到了Klebsiella aerogenes的全基因组序列信息。通过对全基因组分析，找到了可能的雌二醇降解酶3 -羟基类固醇脱氢酶（3 -HSD）的序列。研究团队通过异源表达实验，构建出了能够表达3 -HSD的重组大肠杆菌，该大肠杆菌在体外具有雌二醇降解能力，并且能通过灌胃使小鼠血清雌二醇降低并出现抑郁样行为。最后，研究团队发现女性抑郁症患者粪便菌群中3 -HSD序列的丰度，高于健康对照组。

这项研究工作通过分离雌二醇降解菌，发现了肠道菌Klebsiella aerogenes（产气克雷伯氏菌）表达的3 -HSD能导致宿主血清雌二醇降低和抑郁样行为，阐明了肠道中的3 -HSD酶在女性抑郁症发病机制中的潜在作用，为临床女性抑郁症的预防和诊疗提供了理论依据和新的潜在治疗靶点。

武汉大学人民医院检验科李迪博士、孙婷硕士、童永清教授、乐娟硕士和姚钱硕士为该论文共同第一作者。武汉大学人民医院检验科李艳教授、精神科王高华教授和精神科刘忠纯教授为该论文共同通讯作者。该研究得到国家和武汉大学医学科学推进计划项目的资助支持。

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