lncRNA BDNF-AS和BDNF在精神分裂癥患者血清中的表達(dá)及意義*

王 璞 劉冠軍 徐素霞

精神分裂癥是一種復(fù)雜的慢性精神疾病，其不僅嚴(yán)重?fù)p害患者本人的社會(huì)功能，還給家庭和社會(huì)造成一定負(fù)擔(dān)。精神分裂癥病情多遷延，且易反復(fù)發(fā)作，治愈率極低[1]。遺傳因素是精神分裂癥最主要的病因，遺傳物質(zhì)的異常表達(dá)與精神分裂癥的發(fā)病有明顯關(guān)聯(lián)[2，3]。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是一類長度超過200個(gè)核苷酸的小分子非編碼RNA，可在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后和表觀遺傳等多個(gè)方面調(diào)控基因的表達(dá)，與神經(jīng)系統(tǒng)疾病、自身免疫性疾病、腫瘤等多種疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[4～6]。lncRNA在胚胎干細(xì)胞和腦發(fā)育中表達(dá)，參與神經(jīng)發(fā)生、細(xì)胞分化和成熟、髓鞘形成以及突觸可塑性等生理過程，與神經(jīng)發(fā)育障礙性疾病密切相關(guān)[7]。精神分裂癥常被認(rèn)為是一種神經(jīng)發(fā)育障礙性疾病，研究已表明，心肌梗死相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(MIAT)、無遠(yuǎn)端同源盒 6 反義 1(DLX6-AS1)等多個(gè)lncRNA參與精神分裂癥發(fā)生發(fā)展[8,9]。腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(Brain-Derived Neurotrophic Factor，BDNF)反義RNA(BDNF-AS)是一種lncRNA，基因在其第5外顯子位置與BDNF基因重疊，且有一段225 bp序列完全互補(bǔ)，與BDNF基因轉(zhuǎn)錄方向相反[10]。BDNF是一種具有防止神經(jīng)元死亡功能的堿性蛋白，在大腦皮層、海馬、下丘腦和小腦等中樞神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛分布。研究顯示，BDNF在精神分裂癥患者血清中表達(dá)降低，與患者認(rèn)知能力相關(guān)[11]。但目前，lncRNA BDNF-AS在精神分裂癥患者血清中的表達(dá)情況還未知。本研究主要通過檢測精神分裂癥患者血清中l(wèi)ncRNA BDNF-AS和BDNF基因表達(dá)，分析了lncRNA BDNF-AS和BDNF基因表達(dá)的相關(guān)性及兩者與精神分裂癥嚴(yán)重程度和認(rèn)知功能的關(guān)系，以期探討lncRNA BDNF-AS和BDNF在精神分裂癥中的作用。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 選取2016年4月～2018年5月于平頂山市精神病醫(yī)院就診的63例精神分裂癥患者為研究對(duì)象(研究組)。精神分裂癥患者符合國際疾病分類第10版(ICD-10)精神分裂癥診斷標(biāo)準(zhǔn)[12]。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)均為首次發(fā)病；(2)患者未服用抗精神病藥物；(3)陽性和陰性綜合征量表(PANSS)總分超過60分；(4)無其他神經(jīng)類疾病。研究組男28例，女35例；平均年齡(53.21±6.28)歲；體質(zhì)量指數(shù)(22.57±1.67)kg/m2；有吸煙史21例，無吸煙史42例。選取同時(shí)期60名健康體檢者為對(duì)照組，其中男30名，女30名；平均年齡(55.37±6.54)歲；體質(zhì)量指數(shù)(22.36±1.54)kg/m2；有吸煙史16名，無吸煙史44名。兩組性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)及吸煙史比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)同意，患者家屬知情同意。

1.2 方法

1.2.1 血樣采集 采集所有受試者清晨空腹靜脈血5 ml，3 500 r/min離心10 min，保留上清，-25 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RT-qPCR)檢測血清lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表達(dá)水平 Trizol試劑提取血清中總RNA，微量核酸儀檢測RNA的濃度和純度。參照反轉(zhuǎn)錄試劑盒將RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA。以c DNA為模板，進(jìn)行PCR擴(kuò)增。引物序列：lncRNA BDNF-AS上游5’-TACCACAAGGTACCAACCTGCCC -3’，下游5’-CATGTGGTTCTGTTTCAATGCCC -3’；BDNF上游5’-CATCCGAGGACAAGGTGGCTTG-3’，下游5’-GCCGAACTTTCTGGTCCT CATC-3’；GAPDH上游5’-GCTGATCGCCAAAGTCGTCGATC-3’，下游5’-GTGCGAAAAGTC GTAGTCGAT-3’。PCR擴(kuò)增程序：95 ℃10 min，95 ℃15 s，60 ℃30 s，72 ℃60 s，共進(jìn)行35個(gè)循環(huán)。以GAPDH為內(nèi)參，2-△△Ct法計(jì)算lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA的相對(duì)表達(dá)水平。

1.2.3 量表評(píng)定 采用PANSS評(píng)定精神分裂癥患者精神癥狀，威斯康星卡片分類測驗(yàn)(WCST)評(píng)估患者認(rèn)知功能，均有高年資主治醫(yī)師于采血當(dāng)日進(jìn)行評(píng)估。

2 結(jié)果

2.1 兩組血清中l(wèi)ncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表達(dá)水平比較 研究組血清中l(wèi)ncRNA BDNF-AS表達(dá)水平高于對(duì)照組(P<0.05)，BDNF mRNA表達(dá)水平低于對(duì)照組(P<0.05)。見表1。

表1 兩組血清中l(wèi)ncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表達(dá)水平比較

2.2 研究組血清中l(wèi)ncRNA BDNF-AS與BDNF mRNA表達(dá)相關(guān)性分析 Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示，研究組血清中l(wèi)ncRNA BDNF-AS與BDNF mRNA表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)(r= -0.921，P<0.05)。見圖1。

圖1 血清中l(wèi)ncRNA BDNF-AS與BDNF mRNA表達(dá)相關(guān)性

2.3 研究組lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表達(dá)水平與PANSS相關(guān)性分析 研究組PANSS總分及陽性癥狀、陰性癥狀、一般精神病理癥狀、攻擊危險(xiǎn)性因子分分別為(79.23±10.35)分、(18.46±4.31)分、(21.57±5.28)分、(37.29±8.54)分、(5.36±1.57)分。Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示，研究組血清中l(wèi)ncRNA BDNF-AS表達(dá)與PANSS攻擊危險(xiǎn)性因子呈正相關(guān)(P<0.05)，BDNF mRNA表達(dá)與PANSS陰性癥狀和攻擊危險(xiǎn)性因子均呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)。見表2。

表2 研究組lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表達(dá)水平與PANSS相關(guān)性

2.4 研究組lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表達(dá)水平與WCST相關(guān)性分析 研究組WCST完成分類數(shù)、錯(cuò)誤應(yīng)答數(shù)、持續(xù)性錯(cuò)誤數(shù)、非持續(xù)性錯(cuò)誤數(shù)分別為(4.24±1.15)分、(68.65±11.39)分、(48.57±9.25)分、(16.41±4.57)分。Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示，研究組血清中l(wèi)ncRNA BDNF-AS表達(dá)與WCST錯(cuò)誤應(yīng)答數(shù)和非持續(xù)性錯(cuò)誤數(shù)均呈正相關(guān)(P<0.05)，BDNF mRNA表達(dá)與WCST錯(cuò)誤應(yīng)答數(shù)和非持續(xù)性錯(cuò)誤數(shù)均呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)。見表3。

表3 研究組lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表達(dá)水平與WCST相關(guān)性

3 討論

精神分裂癥具有發(fā)病率高、復(fù)發(fā)率高、病死率高及治愈率低等特點(diǎn)[13]，患者需長期服用抗精神病藥物來緩解病情，但長期使用這些藥物會(huì)導(dǎo)致心血管疾病死亡、心源性猝死，嚴(yán)重威脅生命健康。目前，精神分裂癥的發(fā)病原因還未明確。遺傳是精神分裂癥最主要的因素，基因的異常表達(dá)在精神分裂癥發(fā)生發(fā)展中起重要作用[14]。因此，探討精神分裂癥患者體內(nèi)異常表達(dá)的基因，可為該疾病的診斷和治療提供參考依據(jù)。

BDNF參與神經(jīng)元存活、生長發(fā)育及分化，可防止神經(jīng)元受損，改善神經(jīng)元病理狀態(tài)，是維持成熟神經(jīng)中樞及周圍神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元生存的必需物質(zhì)[15]。本研究顯示，精神分裂癥患者血清中BDNF基因表達(dá)降低，與相關(guān)報(bào)道結(jié)果一致[16]，提示BDNF低表達(dá)可能對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)作用降低，繼而誘發(fā)精神分裂癥發(fā)生發(fā)展。lncRNA BDNF-AS是BDNF的反義RNA，其可調(diào)控BDNF表達(dá)。研究顯示，抑制BDNF-AS表達(dá)可抑制急性脊髓損傷大鼠神經(jīng)元細(xì)胞凋亡，為急性脊髓損傷治療提供了潛在靶點(diǎn)[17]。目前，lncRNA BDNF-AS與精神分裂癥發(fā)生發(fā)展的關(guān)系還未知。本研究顯示，精神分裂癥患者血清中l(wèi)ncRNA BDNF-AS表達(dá)水平高于健康體檢者，提示lncRNA BDNF-AS也參與精神分裂癥的發(fā)生發(fā)展。Guo DW等[18]研究顯示，lncRNA BDNF-AS過表達(dá)通過負(fù)向調(diào)控BDNF表達(dá)抑制肝癌細(xì)胞增殖和侵襲，是肝癌治療的潛在靶點(diǎn)。Zhao R等[19]研究顯示，lncRNA BDNF-AS下調(diào)通過上調(diào)BDNF和血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)表達(dá)抑制新生小鼠心肌細(xì)胞凋亡，降低心肌損傷。本研究顯示，精神分裂癥患者血清中l(wèi)ncRNA BDNF-AS與BDNF mRNA表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)，提示lncRNA BDNF-AS表達(dá)升高可能通過降低BDNF表達(dá)水平來減弱BDNF對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)作用。

精神分裂癥患者表現(xiàn)出一定程度的陽性癥狀、陰性癥狀及認(rèn)知功能損傷。PANSS評(píng)分可用于評(píng)價(jià)精神分裂癥癥狀嚴(yán)重程度。本研究顯示，精神分裂癥患者血清中l(wèi)ncRNA BDNF-AS表達(dá)與PANSS攻擊危險(xiǎn)性呈正相關(guān)，BDNF基因表達(dá)與PANSS陰性癥狀和攻擊危險(xiǎn)性均呈負(fù)相關(guān)，提示lncRNA BDNF-AS表達(dá)升高及BDNF基因表達(dá)降低可能加重精神分裂癥疾病嚴(yán)重程度，增加患者的攻擊危險(xiǎn)性。WCST是神經(jīng)心理相關(guān)測試，能夠檢測人的抽象思維能力，有效評(píng)估患者執(zhí)行能力。本研究顯示，精神分裂癥患者血清中l(wèi)ncRNA BDNF-AS表達(dá)與WCST錯(cuò)誤應(yīng)答數(shù)和非持續(xù)性錯(cuò)誤數(shù)均呈正相關(guān)，BDNF基因表達(dá)與錯(cuò)誤應(yīng)答數(shù)和非持續(xù)性錯(cuò)誤數(shù)均呈負(fù)相關(guān)，提示lncRNA BDNF-AS表達(dá)升高及BDNF基因表達(dá)降低可能增加患者的錯(cuò)誤應(yīng)答數(shù)和非持續(xù)性錯(cuò)誤數(shù)，導(dǎo)致患者抽象思維能力及執(zhí)行能力降低。

綜上所述，lncRNA BDNF-AS在精神分裂癥患者血清中表達(dá)升高，BDNF基因表達(dá)降低，兩者呈負(fù)相關(guān)，lncRNA BDNF-AS可能通過下調(diào)BDNF基因表達(dá)降低對(duì)患者的神經(jīng)保護(hù)，在精神分裂癥發(fā)生發(fā)展中起重要作用。血清lncRNA BDNF-AS和BDNF基因表達(dá)變化可能為精神分裂癥診斷和治療提供一定的參考。