基于m6A修飾探討情志內(nèi)傷致癡呆機制

駱守真，常誠，陳兆耀

江蘇省中醫(yī)院，江蘇 南京210029

中醫(yī)認(rèn)為，七情內(nèi)傷導(dǎo)致癡呆，癡呆加重患者情志損傷。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，精神疾患與癡呆密切相關(guān)，可誘發(fā)或加重認(rèn)知損害程度，早年的生活和情緒壓力更會長期顯著影響認(rèn)知功能。目前精神心理疾患致癡呆的作用機制尚不明確。N6-甲基腺嘌呤（m6A）修飾是現(xiàn)今表觀遺傳學(xué)的研究熱點之一。鑒于RNA上的m6A修飾與認(rèn)知功能密切相關(guān)，筆者基于m6A轉(zhuǎn)錄調(diào)控理論就不同類型的情緒障礙誘發(fā)m6A修飾異常并影響認(rèn)知功能方面的研究加以整理，為相關(guān)機制研究提供參考。

1 中醫(yī)對情志內(nèi)傷致癡呆的認(rèn)識

中醫(yī)認(rèn)為，“五臟所藏，心藏神，肺藏魄，肝藏魂，脾藏意，腎藏志”（《素問· 宣明五氣篇》）?！秲?nèi)經(jīng)》提出情志內(nèi)傷可致癡呆，如“腎盛怒而不止則傷志，志傷則喜忘其前言”（《靈樞·本神》），后世醫(yī)家則有盛怒傷志、呻而好恚、悲傷心胞、憂思驚恐、郁結(jié)不遂等描述。《景岳全書·雜證謨》“癡呆證，凡平素?zé)o痰，而或以郁結(jié)，或以不遂，或以思慮，或以疑惑，或以驚怖而漸致癡呆”，提出七情內(nèi)傷可使相應(yīng)臟腑氣血陰陽失調(diào)，進而誘發(fā)癡呆。其中尤與心、腎關(guān)系密切，“人之精與志皆藏于腎，腎精不足則志氣衰，不能上通于心，故迷惑善忘也”（《醫(yī)方集解·補養(yǎng)之劑》）。現(xiàn)代醫(yī)家同樣強調(diào)情志因素對癡呆的影響，或情志不調(diào)，肝氣郁滯；或五志過極，心肝火盛；或外傷中風(fēng)，血瘀經(jīng)脈；或脾失健運，痰濁內(nèi)生，致痰、瘀、郁、火交互為患，上擾神明，蒙蔽清竅，發(fā)為癡呆。研究發(fā)現(xiàn)，癡呆合并精神癥狀的病理基礎(chǔ)是腎虧肝郁而發(fā)呆、痰瘀氣結(jié)而致狂。

2 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)精神心理障礙與癡呆

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)將情志內(nèi)傷歸結(jié)于精神刺激范疇，認(rèn)為不良生活事件、工作壓力、抑郁等社會心理因素均會對認(rèn)知功能造成負面影響。在精神疾患中，最為常見的兩類是抑郁和焦慮。抑郁情緒是癡呆的危險因素之一，35%老年抑郁癥患者伴有認(rèn)知功能損害，而抑郁癥患者在老年時患癡呆的風(fēng)險更高。焦慮能增加阿爾茨海默?。ˋlzheimer disease，AD）的患病風(fēng)險，也是AD一個可改變危險因素。焦慮、抑郁等負性情緒日積月累，主觀幸福感降低，均可誘發(fā)或加重認(rèn)知功能損害。同時，隨著癡呆患者認(rèn)知功能不可逆下降，精神癥狀隨之出現(xiàn)，焦慮和抑郁也是癡呆患者最常見的伴隨癥狀。健忘、注意力不集中、睡眠過多或不足、社交接觸減少，以及失去愛好興趣都是抑郁癥和癡呆的重疊癥狀。精神心理障礙會導(dǎo)致癡呆風(fēng)險增加，或可成為認(rèn)知障礙的預(yù)測因素。MRI顯示抑郁癥患者海馬體積減小，可能與抑郁癥導(dǎo)致的認(rèn)知障礙有關(guān)。其中的機制有內(nèi)分泌假說、血管假說、神經(jīng)炎癥假說、衰老假說、淀粉樣蛋白假說、Tau假說等?？梢?，精神心理障礙與癡呆之間有著潛在聯(lián)系，但由于兩者本身發(fā)病機制尚不明確，探討其間的關(guān)系也更為困難。

3 N6-甲基腺嘌呤與精神心理異常

m6A修飾是一種重要的RNA甲基化修飾，介導(dǎo)了大多數(shù)RNA甲基化，是高等生物mRNA和lncRNA上最為普遍的堿基修飾，也是哺乳動物大腦中最常見的RNA修飾，具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，與多種神經(jīng)發(fā)育、大腦功能和行為過程相關(guān)。m6A修飾具有動態(tài)、可逆的特點，可被甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物催化，也可被去甲基化酶FTO和ALKBH5清除。m6A結(jié)合蛋白又稱“讀取器”，主要包括YTH家族蛋白YTHDC1-2和YTHDF1-3、HNRNP 家 族HNRNPC 和HNRNPG、IGF2BP 等。m6A修飾能影響RNA加工和代謝，包括選擇性剪切、mRNA的穩(wěn)定性、輸出、降解和翻譯，是決定RNA命運和功能的重要生物過程，隨機體生長發(fā)育和衰老動態(tài)變化。m6A修飾可通過調(diào)節(jié)干細胞的主要基因影響干細胞分化，在哺乳動物胚胎發(fā)育過程中起著至關(guān)重要作用。多種疾病都存在m6A修飾水平及甲基化酶的失衡改變，如METTL3可通過下游靶標(biāo)高甲基化，上調(diào)NLRP1，下調(diào)KLF4，引發(fā)動脈粥樣硬化反應(yīng)；METTL3在人類骨質(zhì)疏松癥和卵巢切除小鼠模型中下調(diào)，降低m6A修飾水平可能是人和小鼠骨質(zhì)疏松癥潛在機制之一。m6A水平的異常變化還與腫瘤密切相關(guān)，如白血病、肺癌、乳腺癌、宮頸癌、腸癌、肝癌等均存在m6A修飾異常。

精神心理障礙、情緒障礙也存在m6A修飾水平的改變。中醫(yī)的七情內(nèi)傷泛指情志活動過于強烈、失衡，進而引起臟腑氣血功能失調(diào)而致病，類似西醫(yī)學(xué)的精神心理因素?，F(xiàn)今社會快節(jié)奏的工作生活，各種壓力、欲望累積，導(dǎo)致人們心理疾患日益增多，尤以焦慮癥、抑郁癥最為常見。研究表明，情緒障礙患者中存在m6A 修飾酶的異常。在一項針對738 名重度抑郁癥（major depressive disorder，MDD）患者和1 098 名對照者的5個修飾基因中23個SNP進行基因分型研究發(fā)現(xiàn)，中國漢族人群m6A修飾基因ALKBH5與MDD相關(guān)。FTO基因中的rs9939609 A變異與抑郁癥存在顯著負相關(guān)。

中醫(yī)理論的七情包括怒、喜、憂、悲、思、恐、驚7種正常的情志活動，是人體生理和心理活動對外界環(huán)境刺激的不同反應(yīng)，一旦過度則會導(dǎo)致疾病發(fā)生。一些研究表明，多種應(yīng)激刺激均存在m6A修飾酶及其水平的改變。Engel等研究發(fā)現(xiàn)，急性束縛應(yīng)激改變了成年小鼠大腦中m6A/m水平，與應(yīng)激和突觸相關(guān)的轉(zhuǎn)錄本m6A數(shù)量發(fā)生變化，并表現(xiàn)出大腦局部區(qū)域特異性的修飾模式。慢性束縛應(yīng)激會降低脂肪和肥胖相關(guān)蛋白FTO、磷酸化Ca/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶Ⅱ（p-CaMKⅡ）和磷酸化環(huán)腺苷酸應(yīng)答元件結(jié)合蛋白（p-CREB）蛋白表達，降低海馬中突觸可塑性標(biāo)志物（突觸素和PSD95）水平，誘導(dǎo)抑郁樣行為。FTO對CaMKⅡ/環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白（CREB）信號通路的調(diào)節(jié)在海馬突觸可塑性中起關(guān)鍵作用，進而可改善慢性束縛應(yīng)激誘導(dǎo)的抑郁樣行為?？謶执碳は碌男∈笮袨橛?xùn)練后內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)m6A水平發(fā)生動態(tài)變化，F(xiàn)TO下降。FTO的特異性敲除可增強小鼠的線索恐懼記憶；背側(cè)海馬FTO 的敲除可增強情境恐懼記憶。

CircSTAG1是一種環(huán)狀RNA，在慢性不可預(yù)測應(yīng)激（CUS）處理的小鼠和MDD患者血液中下調(diào)。研究發(fā)現(xiàn)，CircSTAG1能通過ALKBH5介入脂肪酸酰胺水解酶（FAAH）的m6A/m 修飾，削弱抑郁樣行為。FTO缺失會減少焦慮和抑郁樣行為，F(xiàn)TO小鼠也不易受到壓力刺激。調(diào)節(jié)m6A修飾水平可改善對壓力適應(yīng)，正反映m6A在應(yīng)激反應(yīng)中的作用。

4 N6-甲基腺嘌呤修飾與癡呆

m6A修飾在腦組織中豐度較高，穩(wěn)定的m6A修飾有助于胚胎大腦發(fā)育、記憶力形成，還可調(diào)節(jié)突觸可塑性、軸突生長、學(xué)習(xí)和記憶及壓力反應(yīng)，對維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)正常功能具有重要作用。刪除或過表達m6A甲基化酶會導(dǎo)致大腦皮層、海馬和小腦發(fā)育產(chǎn)生嚴(yán)重缺陷。m6A修飾與癡呆關(guān)系密切，在家族性AD小鼠模型大腦中，參與AD相關(guān)通路的多種轉(zhuǎn)錄物m6A水平下降。其最初的研究主要集中在去甲基化酶FTO上。人類早期全基因組研究表明，F(xiàn)TO在記憶處理中發(fā)揮重要作用，F(xiàn)TO介導(dǎo)的mRNA去甲基化可能在記憶形成中起負作用，特定大腦區(qū)域的FTO下調(diào)可導(dǎo)致小鼠學(xué)習(xí)能力改變。Keller等發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)TO基因的遺傳變異可能與AD風(fēng)險因子基因APOE相互作用，而與癡呆、AD風(fēng)險相關(guān)。AD患者的FTO水平明顯低于對照組，F(xiàn)TO基因內(nèi)含子1和2的遺傳變異可能增加了AD風(fēng)險。后續(xù)研究表明，AD小鼠中m6A甲基轉(zhuǎn)移酶METTL3表達升高，而m6A去甲基化酶FTO的表達降低，APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠的大腦皮層和海馬中的m6A 甲基化水平升高。AD 患者大腦海馬中METTL3 表達和分布異常，關(guān)鍵m6A 失調(diào)。METTL3可能是通過促進神經(jīng)元早期反應(yīng)基因表達，直接調(diào)節(jié)海馬依賴性記憶鞏固功能。紋狀體神經(jīng)元中的METTL14缺失會降低m6A水平，損害小鼠學(xué)習(xí)功能。m6A 讀取器也與學(xué)習(xí)和記憶過程相關(guān)。YTHDF1能促進m6A甲基化神經(jīng)元mRNA翻譯以響應(yīng)小鼠海馬神經(jīng)元刺激，改善學(xué)習(xí)和記憶。YTHDF1基因缺失小鼠表現(xiàn)出學(xué)習(xí)、記憶缺陷和海馬突觸傳遞功能受損。新型m6A讀取器Prrc2a能控制少突膠質(zhì)細胞特化和髓鞘形成，其在小鼠模型中特異性敲除與運動和認(rèn)知缺陷有關(guān)。

血管性癡呆（vascular dementia，VaD）也與m6A密切相關(guān)。VaD主要是因腦內(nèi)前額皮質(zhì)、白質(zhì)、海馬、內(nèi)側(cè)顳葉及灰質(zhì)等部位發(fā)生腦缺血后血流灌注減少，繼發(fā)腦組織缺血缺氧性損害。研究表明，當(dāng)腦缺血發(fā)生后，腦組織中參與m6A 修飾的關(guān)鍵酶表達異常，m6A修飾水平發(fā)生改變，從而導(dǎo)致mRNA代謝紊亂，轉(zhuǎn)錄和翻譯功能障礙，繼而導(dǎo)致機體神經(jīng)系統(tǒng)生理功能障礙。腦缺血再灌注損傷模型大鼠m6A修飾譜發(fā)生變化，可能與FTO 相關(guān)。METTL3 介導(dǎo)的miRNA m6A甲基化促進急性缺血性卒中早期應(yīng)激顆粒形成并減少神經(jīng)元凋亡。大鼠局灶性腦缺血后YTHDC1水平升高，通過PTEN/Akt 途徑促進腦缺血后神經(jīng)元存活。

m6A修飾還在哺乳動物大腦皮質(zhì)神經(jīng)發(fā)生過程中起著關(guān)鍵作用。METTL3缺失顯著降低成年神經(jīng)干細胞中m6A水平，抑制其增殖，影響成人大腦中新生神經(jīng)元成熟。METTL3和METTL14缺失延長小鼠胚胎皮質(zhì)神經(jīng)發(fā)生過程中皮質(zhì)神經(jīng)祖細胞的細胞周期，并減少放射狀膠質(zhì)細胞分化。在體內(nèi)，METTL14缺失會導(dǎo)致少突膠質(zhì)細胞數(shù)量減少和中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓鞘形成減少；在體外，METTL14消融會破壞有絲分裂后少突膠質(zhì)細胞成熟，并對其前體細胞和轉(zhuǎn)錄組產(chǎn)生明顯影響。對E12.5 至E14.5 小鼠胚胎大腦的分析發(fā)現(xiàn)，YTHDF2缺失可導(dǎo)致皮質(zhì)分層和發(fā)育減少，進一步分析顯示基底祖細胞減少和神經(jīng)分化受損。

總之，m6A修飾水平與學(xué)習(xí)、記憶、認(rèn)知功能相關(guān)，是導(dǎo)致癡呆的重要因素之一。

5 展望

盡管從m6A 修飾領(lǐng)域研究癡呆越來越具有吸引力，但仍面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，如：情志因素誘發(fā)了哪些與認(rèn)知障礙相關(guān)的關(guān)鍵基因和蛋白的表達；m6A修飾異常是癡呆的致病因素，還是患病大腦生理過程改變的結(jié)果，情志因素在其中發(fā)揮了哪些作用；恐懼應(yīng)激可致腦內(nèi)甲基化酶表達異常，從而影響恐懼記憶，但具體機制仍不明確；另外，七情致病中目前研究較多的是恐和悲，而其他情緒過激亦會傷及五臟氣血而致癡呆，這其中是否也會受到甲基化的調(diào)控，各種甲基化相關(guān)酶類在介導(dǎo)情志內(nèi)傷致癡呆過程是否存在協(xié)同作用；癡呆往往會加重患者的情緒異常，其過程是否也與甲基化修飾相關(guān)。上述問題均有待進一步研究。

七情生于五臟又傷五臟，是五臟精氣在精神意識上的外在表達，尤與腎精密切相關(guān)。七情過極，可消耗腎精；而七情過用，亦可通過他臟耗傷氣血，間接損耗腎精。癡呆基本病機為氣血不足、腎精虧虛，髓減腦消，神機失用。中醫(yī)治療情志內(nèi)傷致癡呆可以從腎精著手，觀察補腎中藥治療對m6A修飾的影響，探討其間的作用機制，以提高療效。加強“情志內(nèi)傷致癡呆”這一經(jīng)典理論的機制探索，中西醫(yī)相結(jié)合，才能豐富“情志內(nèi)傷致癡呆”的科學(xué)內(nèi)涵，促進中醫(yī)現(xiàn)代化研究，為臨床認(rèn)知障礙性疾病的防治提供理論依據(jù)。