外周血circRNA的差異表達(dá)及其與抑郁癥嚴(yán)重程度的關(guān)系

孔令明，牛威，姚高峰，朱曉麗，何明駿，張理義

抑郁癥的核心癥狀是情緒低落、興趣減退等，重癥抑郁障礙者自殺占所有自殺的33%～50%，其共病心血管疾病、糖尿病的機(jī)會(huì)明顯高于正常人，嚴(yán)重威脅著人類的心身健康[1-3]。世界衛(wèi)生組織預(yù)測(cè)，到2020年，抑郁癥將占據(jù)世界疾病負(fù)擔(dān)的第2位[4-5]。探討抑郁癥發(fā)病機(jī)制及其生物標(biāo)志物，一直是精神病遺傳學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前，關(guān)于抑郁癥的發(fā)病機(jī)制仍有諸多不明確的方面。有研究者認(rèn)為，抑郁癥可能是由突觸可塑性受損致使大腦不能恰當(dāng)?shù)剡m應(yīng)環(huán)境所致；還有證據(jù)表明，抑郁癥與學(xué)習(xí)和記憶功能受損相關(guān)，提示抑郁癥存在大腦功能和神經(jīng)元突觸可塑性改變的證據(jù)[6-8]。但目前仍然無(wú)單一的理論可完全解釋抑郁癥的發(fā)病過(guò)程。抑郁癥的分子遺傳學(xué)研究認(rèn)為，社會(huì)環(huán)境、不良成長(zhǎng)經(jīng)歷可導(dǎo)致某些特定的基因發(fā)生表觀遺傳改變，并引起神經(jīng)元的可塑性和功能異常。

已有研究證實(shí)，circRNA對(duì)核酸酶不敏感，因而在精神障礙的發(fā)病機(jī)制中可起到重要的調(diào)節(jié)作用[9-10]。circRNA可能參與調(diào)控抑郁癥發(fā)病過(guò)程，并與抑郁癥的癥狀表現(xiàn)、嚴(yán)重程度有一定關(guān)系[11]。本研究探討抑郁癥患者外周血circRNA的差異表達(dá)及其與抑郁癥嚴(yán)重程度的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 2015年4月至2016年10月在解放軍102醫(yī)院門診及住院的抑郁癥患者100例，納入抑郁癥組。入組患者均滿足美國(guó)精神疾病診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)第5版(DSM-Ⅴ)中的MDD診斷標(biāo)準(zhǔn)[12]。診斷由兩名精神科醫(yī)師根SCID-I/P的診斷標(biāo)準(zhǔn)對(duì)患者分別進(jìn)行測(cè)評(píng)。這兩名精神科醫(yī)師間的評(píng)分一致性是0.87，使用HAMD量表中的24條目評(píng)估抑郁癥患者的嚴(yán)重程度。入組標(biāo)準(zhǔn)：①入組前3個(gè)月內(nèi)未使用抗抑郁藥物；②漢族，年齡18～60歲；③無(wú)嚴(yán)重器質(zhì)性疾病史(例如心臟病、糖尿病、帕金森綜合征)，入組前6個(gè)月未發(fā)生嚴(yán)重的生活創(chuàng)傷事件；④無(wú)其他精神疾病(精神分裂癥、躁狂癥或人格障礙)。選取同時(shí)期健康人100名作為對(duì)照。本研究獲得中國(guó)人民解放軍102醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有受試者或受試家屬(監(jiān)護(hù)人)均簽署知情同意書。

1.2 評(píng)估方法 由精神科醫(yī)師根據(jù)DSM-IV-TR對(duì)患者進(jìn)行診斷，如果出現(xiàn)不一致情況，則請(qǐng)一位精神科主任醫(yī)師共同討論后確定診斷。在開(kāi)展研究前，首先對(duì)參加本課題的精神?？漆t(yī)師和研究生進(jìn)行培訓(xùn)。采用漢密爾頓抑郁量表(Hamilton depression scale，HAMD)對(duì)患者的抑郁癥狀進(jìn)行評(píng)估。入組時(shí)記錄一般情況(姓名、性別、年齡、民族、文化程度、職業(yè)、收入水平、婚姻狀況、藥物成癮史及精神疾病家族史等)。同時(shí)記錄對(duì)照組一般情況。

1.3 評(píng)估工具 HAMD是目前最經(jīng)典的抑郁他評(píng)量表，已廣泛應(yīng)用。該量表主要用于評(píng)定個(gè)體的抑郁癥狀嚴(yán)重程度，共有24個(gè)條目，7個(gè)因子，包括焦慮/軀體化(anxiety/somatization，AS)、體重(weight，W)、認(rèn)知障礙(cognitive disorder，CD)、日夜變化(diurnal variation，DV)、遲滯(retardation，R)、睡眠障礙(sleep disturbance，SD)和絕望感(hopelessness，H)，能夠較好地反映患者病情[13]。

1.4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 實(shí)驗(yàn)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化流程[14]，包括RNA提取、circRNA芯片篩查、RT-PCR驗(yàn)證等。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 17.0軟件工具包進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。以Spearman相關(guān)分析探究差異表達(dá)的circRNA與患者HAMD總分及各因子分的相關(guān)性。進(jìn)一步使用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)比較癥狀高分組與低分組circRNA表達(dá)水平的差異。以logistic回歸分析探究circRNAs對(duì)抑郁嚴(yán)重程度的貢獻(xiàn)，并構(gòu)建ROC曲線分析相應(yīng)circRNA對(duì)癥狀嚴(yán)重程度的預(yù)測(cè)價(jià)值。所有統(tǒng)計(jì)均為雙側(cè)顯著性檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 抑郁癥患者circRNA表達(dá)水平與抑郁癥癥狀的相關(guān)分析 circRNA_100018的ΔCt值與認(rèn)知障礙呈明顯負(fù)相關(guān)(P＜0.05)。circRNA_104600的ΔCt值與認(rèn)知障礙呈明顯負(fù)相關(guān)(P＜0.05)，與睡眠障礙呈明顯正相關(guān)(P＜0.05)。circRNA_103636的ΔCt值與焦慮/軀體化、認(rèn)知障礙呈明顯負(fù)相關(guān)(P＜0.05)；circRNA_100679的ΔCt值與體重、絕望感呈明顯正相關(guān)(P＜0.05)；circRNA_103964的ΔCt值與焦慮/軀體化呈明顯負(fù)相關(guān)(P＜0.05，表1)。

2.2 抑郁癥組抑郁癥狀與circRNA表達(dá)水平的回歸分析 以HAMD的各因子分為因變量，以circRNA的ΔCt值為自變量行多元回歸分析。結(jié)果表明，circRNA_100679對(duì)抑郁癥組體重、絕望感有顯著預(yù)測(cè)作用(P＜0.01或P＜0.05)，對(duì)體重、絕望感變異的解釋率分別為13.9%、11.1%；circRNA_104121、circRNA_102802和circRNA_104953對(duì)遲滯有明顯預(yù)測(cè)作用(P＜0.05)，可解釋遲滯因子變異的16.9%。circRNA_104600、circRNA_103636對(duì)睡眠障礙有明顯預(yù)測(cè)作用(P＜0.05)，可解釋睡眠障礙變異的15.4%(表2)。

表1 抑郁癥患者circRNA表達(dá)水平與抑郁癥癥狀的相關(guān)分析(r)Tab.1 Correlation analysis of circRNA expression level and depression symptom in MDD patients (r)

表2 抑郁癥組抑郁癥狀與circRNA表達(dá)水平的回歸分析Tab.2 Regressive analysis of circRNA expression level and depression symptoms of MDD patients

2.3 抑郁癥狀不同嚴(yán)重程度circRNA表達(dá)水平的比較 以HAMD總分為標(biāo)準(zhǔn)，采用四分位法將抑郁癥組分為高分組(前25%)和低分組(后25%)。采用獨(dú)立樣本的Wilcoxon秩和檢驗(yàn)比較抑郁高分及低分組circRNA表達(dá)水平的差異，發(fā)現(xiàn)兩組患者h(yuǎn)sa_circRNA_002143、circRNA_102802、circRNA_103636, circRNA_100679和circRNA_104953表達(dá)水平不同，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05，表3)。2.4 circRNA表達(dá)水平對(duì)抑郁癥患者嚴(yán)重程度的預(yù)測(cè)價(jià)值 以circRNA_002143、circRNA_102802、c i r c R N A_1 0 3 6 3 6、c i r c R N A_1 0 0 6 7 9和circRNA_104953檢驗(yàn)變量，以抑郁癥組HAMD總分的高和低分組作為狀態(tài)變量，建構(gòu)ROC曲線(圖1、表4)。結(jié)果顯示，抑郁癥circRNA_100679表達(dá)水平對(duì)其癥狀嚴(yán)重程度有中等預(yù)測(cè)效力(AUC=0.708，P＜0.05，95%CI：0.523～0.894)。當(dāng)血漿中circRNA_100679=17.80685CT值時(shí)，約登指數(shù)達(dá)最大值0.283，靈敏度0.750，特異度0.533。

表3 抑郁癥狀高低分兩組circRNA表達(dá)水平的比較Tab.3 Comparison of circRNA expression level between upper- and lower-score group of HAMD

圖1 circRNA_100679對(duì)抑郁癥嚴(yán)重程度預(yù)測(cè)的ROC曲線Fig.1 ROC curve of prediction of circRNA_100679 on severity of depression

表4 抑郁癥組HAMD高低分組差異表達(dá)circRNA的ROC曲線分析結(jié)果Tab.4 Analysis of ROC curve differential expressed of circRNAs

3 討 論

抑郁癥是包含多個(gè)癥狀表現(xiàn)的癥狀群，且因家庭環(huán)境、成長(zhǎng)經(jīng)歷、父母教養(yǎng)方式、人格特征等方面呈現(xiàn)個(gè)體間變異性。臨床實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，抑郁癥發(fā)病率呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)[15-16]。人類對(duì)于抑郁癥的認(rèn)知、早期識(shí)別、診斷、治療、康復(fù)、復(fù)發(fā)預(yù)防等方面都不能適應(yīng)現(xiàn)實(shí)的需求，尤其是對(duì)抑郁癥的病理機(jī)制和過(guò)程仍缺乏充分的了解。

抑郁癥癥狀表現(xiàn)存在較大個(gè)體差異[17-18]。本研究對(duì)抑郁癥狀與circRNA表達(dá)水平的相關(guān)及回歸分析發(fā)現(xiàn)，circRNA_100018的ΔCt值與認(rèn)知障礙呈明顯負(fù)相關(guān)；circRNA_104600的ΔCt值與認(rèn)知障礙呈明顯負(fù)相關(guān)；circRNA_103636的ΔCt值與焦慮/軀體化、認(rèn)知障礙呈明顯負(fù)相關(guān)；circRNA_103964的ΔCt值與焦慮/軀體化呈明顯負(fù)相關(guān)。circRNA_104121、circRNA_102802和circRNA_104953進(jìn)入抑郁組遲滯的回歸方程，對(duì)遲滯因子變異的解釋率0.169；circRNA_104600、circRNA_103636進(jìn)入抑郁組睡眠障礙的回歸方程，對(duì)睡眠障礙變異的解釋率為0.154。說(shuō)明這些circRNA表達(dá)水平越高，抑郁癥患者可出現(xiàn)越嚴(yán)重的認(rèn)知障礙、焦慮/軀體化、遲滯等癥狀和表現(xiàn)。circRNA_100679的ΔCt值與體重、絕望感呈顯著正相關(guān)，circRNA_104600的ΔCt值與睡眠障礙也呈正相關(guān)，circRNA_100679進(jìn)入抑郁癥組體重、絕望感的回歸方程，對(duì)體重、絕望感變異的解釋率分別為0.139、0.111，提示circRNA表達(dá)水平越高，其體重、絕望感、睡眠問(wèn)題越少。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，circRNA與抑郁癥的關(guān)系較為復(fù)雜，取決于患者的癥狀表現(xiàn)，而且與circRNA對(duì)病理過(guò)程的間接調(diào)控有關(guān)，以往研究發(fā)現(xiàn)，circRNA利用其miRNA應(yīng)答元件結(jié)合miRNA，以阻斷miRNA對(duì)其靶標(biāo)表達(dá)的抑制作用，從而調(diào)控其他相關(guān)RNA的表達(dá)水平[19]，進(jìn)而對(duì)疾病的病理過(guò)程發(fā)揮作用。

抑郁癥狀高低分組circRNA表達(dá)水平的比較發(fā)現(xiàn)，抑郁癥高分組hsa_circRNA_002143、c i rc R N A_1 0 2 8 0 2表達(dá)水平下降；抑郁癥高分組circRNA_103636、circRNA_100679和circRNA_104953表達(dá)水平升高；進(jìn)一步以這些circRNAs表達(dá)水平為檢驗(yàn)變量建構(gòu)ROC曲線，結(jié)果表明，circRNA_100679(AUC=0.708，當(dāng)血漿中circRNA_100679=17.80685CT值時(shí)，約登指數(shù)最大值為0.283，靈敏度0.750，特異度0.533)對(duì)抑郁癥嚴(yán)重程度有較好的預(yù)測(cè)價(jià)值，提示抑郁癥病情與circRNA表達(dá)水平有密切關(guān)系。

circRNA可能在某些疾病病理方面起一定作用，circRNA可通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合與疾病關(guān)聯(lián)的miRNA參與疾病發(fā)病過(guò)程的調(diào)節(jié)[19-21]，例如，環(huán)狀RNA ciRS-7在人腦組織中豐富表達(dá)，與腦特異性microRNA miR-7相互作用；ciRS-7含有多個(gè)串聯(lián)的miR-7結(jié)合位點(diǎn)，因此，可以作為內(nèi)源性的miRNA海綿，抑制miR-7活性；Fan等[10]的研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-26b、miRNA-1972、miRNA-4485、miRNA-4498和miRNA-4743等可能參與抑郁癥的病理過(guò)程，這些miRNA的靶基因的合集為734個(gè)，涉及的生物學(xué)過(guò)程包括皮層發(fā)育、軸突導(dǎo)向和延伸、突觸傳遞以及學(xué)習(xí)和記憶過(guò)程等，涉及的信號(hào)通路包括軸突導(dǎo)向、谷氨酸能突觸、Wnt信號(hào)通路、ErbB信號(hào)通路、mTOR信號(hào)通路、VEGF信號(hào)通路等，有望成為抑郁癥診斷的生物標(biāo)記物[9,22-26]。circRNA可能通過(guò)調(diào)控mircRNA的表達(dá)水平來(lái)影響抑郁癥的病理生理過(guò)程。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)circRNA_100679對(duì)抑郁癥嚴(yán)重程度有較好的預(yù)測(cè)價(jià)值；hsa_circRNA_002143、circRNA_100679、circRNA_103636表達(dá)水平與患者的抑郁癥狀有密切關(guān)系。

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