黃偉杰,李一蘭,王西林,盧林生,肖攀攀

精神分裂癥(schizophrenia,SCZ)是由遺傳因素與環(huán)境因素共同作用導致的嚴重精神疾病,主要特征是陽性、陰性癥狀以及認知功能喪失,影響全球近1%的人口,其患病率的上升導致欠發(fā)達國家的負擔加重[1-2]。SCZ癥狀通常出現(xiàn)在青春期或成年早期,因此,尋找能在早期階段預測SCZ的生物標志物具有重要意義[3]。長鏈非編碼RNA(lncRNA)與神經(jīng)發(fā)育和大腦進化有關(guān),lncRNA HOX轉(zhuǎn)錄本反義基因間RNA(lncRNA HOTAIR)參與許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病機制,HOTAIR在阿爾茨海默病(AD)中表達上調(diào),并參與其認知和炎性反應(yīng)自主運動的調(diào)控[4-5]。微小RNA(MicroRNA,miRNA)與多種神經(jīng)精神疾病有關(guān),miR-197-3p參與腫瘤、炎性反應(yīng)等多種病理過程,還與神經(jīng)精神疾病顯著相關(guān)[6]。研究表明,miR-197-3p表達與抑郁癥狀嚴重程度相關(guān)[7]。因此,本研究通過研究SCZ患者血清lncRNA HOTAIR、miR-197-3p水平變化,觀察二者與精神癥狀及認知功能的相關(guān)性,探討其在SCZ發(fā)病中的作用,報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2021年4月—2023年3月廣州醫(yī)科大學附屬腦科醫(yī)院精神科診治SCZ患者118例為研究對象(SCZ組),其中男65例,女53例,年齡(38.25±4.07)歲,體質(zhì)量指數(shù)(BMI)為(21.47±2.59)kg/m2;受教育年限(13.86±1.42)年;病程(5.17±1.52)年;病因:家族遺傳史21例,心理因素45例,環(huán)境因素41例,內(nèi)在因素11例;合并癥:糖尿病28例,高血壓9例,抑郁癥31例;吸煙史43例,飲酒史39例。并選取同期健康體檢者110例作為健康對照組,其中男63例,女47例,年齡(37.58±3.94)歲,BMI(22.04±2.38)kg/m2,受教育年限(13.76±1.51)年。2組性別、年齡、BMI、受教育年限比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),具有可比性。本研究已經(jīng)獲得醫(yī)院倫理委員會批準(202103170032),患者或家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 病例選擇標準 (1)納入標準:①患者符合美國精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊第5版(DSM-Ⅴ)中的相關(guān)標準[8],由2名及以上主治醫(yī)師診斷為SCZ;②患者未服用抗精神病藥物;③具有小學及以上文化水平。(2)排除標準:①合并其他精神疾病(如智力低下等)或嚴重神經(jīng)系統(tǒng)疾病;②妊娠或哺乳期婦女;③酒精及藥物依賴或濫用者;④合并未控制高血壓、心腦血管、肺部疾病、甲狀腺疾病等嚴重軀體疾病者;⑤有嚴重軀體疾病和精神障礙家族史的患者。

1.3 觀察指標與方法

1.3.1 血清lncRNA HOTAIR、miR-197-3p水平檢測:SCZ患者入院次日清晨、健康體檢者體檢當日采集空腹肘靜脈血5 ml,離心分離血清,-80 ℃冰箱凍存待測。采用實時熒光定量PCR(qRT-PCR)檢測血清lncRNA HOTAIR、miR-197-3p水平:使用總RNA提取試劑盒(北京百泰克生物技術(shù)有限公司,批號RP5908)從血清樣品中分離總RNA,分光光度計法(上海翌圣生物科技股份有限公司,貨號80480ES03)對RNA進行濃度和純度定量,使用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(北京天根生化科技公司,批號FP313-01)將miRNA按照試劑盒說明書反轉(zhuǎn)錄為cDNA,使用Sequence Detection System(美國ABI公司,型號7900HT)進行qRT-PCR,按照試劑盒說明書(北京天根生化科技公司,批號FP313-01)檢測lncRNA HOTAIR、miR-197-3p表達水平。反應(yīng)條件:95℃預變性2 min,95 ℃變性15 s,60℃退火/延伸30 s,共計40個循環(huán)。引物序列如下:lncRNA HOTAIR:上游引物5'-GCAGTGGAATGGAACGGATT-3',下游引物5'-CGTGGCATTTCTGGTCTTGTA-3';miR-197-3p:上游引物5'-AGTTGTTCACCTTCTCCAC-3',下游引物 5'-TATCGTTGTACTCCAGTCCAAGTC-3';GAPDH:上游引物 5'-GGAGCGAGATCCCTCCAAAAT-3',下游引物 5'-GGCTGTTGTCATACTTCTCATGG-3';U6:上游引物 5'-GTGCTCGCTTCGGCAGCACATATAC-3',下游引物 5'-AAAAATGGAACGCTCACGAATTTG-3'。分別以GAPDH、U6為內(nèi)參,采用2-△△CT法計算lncRNA HOTAIR、miR-197-3p的相對表達量。

1.3.2 陽性與陰性癥狀量表(PANSS)評分:由2名經(jīng)過培訓的精神科主治醫(yī)師采用PANSS評分量表[9]對SCZ患者進行臨床癥狀評價:陽性癥狀(7項,評分7～49分)、陰性癥狀(7項,評分7～49分)、一般精神病理癥狀(16項,評分16～112分)。PANSS總分及各分癥狀得分越高,精神癥狀越嚴重。

1.3.3 認知功能評價:由2名經(jīng)過培訓的精神科主治醫(yī)師采用SCZ認知功能成套測驗(MCCB)[10]對SCZ患者進行認知功能評價:連線測驗(TMT)、符號編碼(BACS)、WMS-III空間跨度(WMS-III-SS)、簡明視覺記憶測驗(BVMT)、霍普金斯學習記憶測驗(HVLT)、持續(xù)操作測驗(CPT)、Stroop色詞測驗(SCWT)。對于以上7個測驗,主要包括執(zhí)行功能、注意、言語學習、視覺記憶、工作記憶和處理速度等6個認知領(lǐng)域,其測驗評分越高認知功能越好。

2 結(jié) 果

2.1 2組血清lncRNA HOTAIR、miR-197-3p水平比較 與健康對照組比較,SCZ組血清lncRNA HOTAIR表達水平升高,miR-197-3p水平降低(P<0.01),見表1。

表1 健康對照組及SCZ組血清lncRNA HOTAIR、miR-197-3p水平比較Tab.1 Comparison of serum lncRNA HOTAIR and miR-197-3p levels between healthy control group and SCZ group

2.2 SCZ患者lncRNA HOTAIR、miR-197-3p表達相關(guān)性分析 生物信息學預測,lncRNA HOTAIR與miR-197-3p存在結(jié)合位點,見圖1。Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示,SCZ患者血清中l(wèi)ncRNA HOTAIR表達與miR-197-3p表達呈負相關(guān)(r=-0.543,P<0.001)。

圖1 lncRNA HOTAIR和miR-197-3p互補序列示意圖Fig.1 Schematic diagram of lncRNA HOTAIR and miR-197-3p complementary sequences

2.3 2組PANSS評分比較 與健康對照組比較,SCZ組陽性癥狀、陰性癥狀、一般病理癥狀及PANSS總分均顯著升高(P<0.01),見表2。

表2 健康對照組及SCZ組PANSS評分比較分)Tab.2 Comparison of PANSS scores between healthy control group and SCZ group

2.4 2組認知功能比較 SCZ組TMT、BACS、WMS-III-SS、BVMT、HVLT、CPT以及SCWT中單詞測驗、顏色測驗評分顯著低于健康對照組(P<0.01),見表3。

表3 健康對照組及SCZ組認知功能比較分)Tab.3 Comparison of cognitive function between healthy control group and SCZ group

2.5 血清lncRNA HOTAIR、miR-197-3p表達與精神癥狀的相關(guān)性 Spearman相關(guān)分析結(jié)果顯示,SCZ患者lncRNA HOTAIR水平與陰性癥狀、PANSS總分呈正相關(guān)(P<0.01),miR-197-3p水平與陰性癥狀、PANSS總分呈負相關(guān)(P<0.01),兩者與陽性癥狀、一般病理癥狀均無相關(guān)性(P>0.05),見表4。

表4 血清lncRNA HOTAIR、miR-197-3p表達與精神癥狀的相關(guān)性Tab.4 Correlation between serum lncRNA HOTAIR, miR-197-3p expression and psychiatric symptoms

2.6 血清lncRNA HOTAIR、miR-197-3p表達與認知功能的相關(guān)性 Spearman相關(guān)分析結(jié)果顯示,SCZ患者lncRNA HOTAIR水平與TMT、CPT呈負相關(guān)(P<0.01),miR-197-3p水平與TMT、CPT呈正相關(guān)(P<0.01),兩者與其他評分均無相關(guān)性(P>0.05),見表5。

表5 血清lncRNA HOTAIR、miR-197-3p表達與認知功能的相關(guān)性Tab.5 Correlation between serum lncRNA HOTAIR, miR-197-3p expression and cognitive function

2.7 血清lncRNA HOTAIR、miR-197-3p對SCZ發(fā)生的預測價值 繪制lncRNA HOTAIR、miR-197-3p對SCZ發(fā)生的預測價值ROC曲線,并計算曲線下面積(AUC),結(jié)果顯示:血清lncRNA HOTAIR、miR-197-3p及二者聯(lián)合預測SCZ發(fā)生的AUC分別為0.819、0.885、0.927,二者聯(lián)合預測AUC顯著高于各自單獨預測(Z/P=4.580/<0.001、2.953/0.003),見圖2、表6。

圖2 血清lncRNA HOTAIR、miR-197-3p表達預測SCZ發(fā)生的ROC曲線Fig.2 ROC curve for predicting the occurrence of SCZ based on serum lncRNA HOTAIR and miR-197-3p expression

表6 血清lncRNA HOTAIR、miR-197-3p表達對SCZ發(fā)生的預測價值Tab.6 Predictive value of serum lncRNA HOTAIR and miR-197-3p expression for the occurrence of SCZ

3 討 論

SCZ是一種病因不明的嚴重精神疾病,長期反復發(fā)作,殘疾率高,涉及感覺、思維、情感和行為等方面[1]。SCZ主要癥狀包括陽性癥狀、陰性癥狀以及一般精神病理癥狀,其中通過陽性癥狀(如妄想、幻覺)診斷SCZ,而陰性癥狀(虛弱、快感缺乏、情感遲鈍、功能缺失、行為和動力喪失、社交退縮)主要表現(xiàn)出對SCZ患者功能和生活質(zhì)量的不利影響[11]。

PANSS評分量表是評估SCZ癥狀嚴重程度應(yīng)用最廣泛的衡量標準,具有較高信效度[12]。本研究發(fā)現(xiàn),SCZ患者陽性癥狀、陰性癥狀、一般病理癥狀及總分均顯著升高,表明SCZ患者出現(xiàn)明顯的臨床癥狀。認知障礙也已成為SCZ的核心臨床特征,SCZ患者在處理速度、注意力、言語記憶、工作記憶、視覺記憶、言語學習和執(zhí)行功能等多個領(lǐng)域存在不同程度的認知功能損害,嚴重影響了社會能力、職業(yè)康復和獨立生活,導致SCZ預后不良[13]。本研究發(fā)現(xiàn),SCZ患者TMT、BACS、WMS-III-SS、BVMT、HVLT、CPT以及SCWT中單詞測驗、顏色測驗評分顯著低于健康對照組,表明SCZ患者在處理速度、工作記憶、注意力、視覺記憶和執(zhí)行功能等認知方面較差,導致認知障礙的發(fā)生。目前,SCZ的病情主要通過該病患者的臨床表現(xiàn)來評估,對疾病的早期判斷還存在一定的困難。因此,尋找有效的特異性生物標志物對SCZ的診斷具有重要意義。

LncRNA是RNA的主要形式之一,在ceRNA機制中被鑒定出來,并在生理和病理機制中發(fā)揮重要作用,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)lncRNA與各種精神障礙如AD、SCZ和自閉癥譜系障礙有關(guān)[14]。lncRNA基因的遺傳改變與SCZ相關(guān),大腦中l(wèi)ncRNA失調(diào)可作為SCZ診斷和治療的潛在生物標志物,Rao等[15]發(fā)現(xiàn),LINC00461表達不足與SCZ發(fā)展有關(guān),可能是一個SCZ的潛在風險基因;Qi等[16]發(fā)現(xiàn),linc01080多態(tài)性可能影響SCZ患者的發(fā)病年齡和神經(jīng)認知功能。lncRNA HOTAIR屬于同源異型盒超家族,在調(diào)節(jié)多種細胞功能中起關(guān)鍵作用,其表達失調(diào)可能會改變表觀基因組并導致人類疾病。已有研究表明,lncRNA HOTAIR的異常表達可能會影響神經(jīng)元發(fā)育并參與神經(jīng)性疾病的發(fā)病機制,Wang等[17]發(fā)現(xiàn),lncRNA HOTAIR沉默對異氟醚誘導認知功能障礙具有神經(jīng)保護作用,并能抑制神經(jīng)炎性反應(yīng)。此外,Sayad等[18]發(fā)現(xiàn),lncRNA HOTAIR中的單核苷酸多態(tài)性與伊朗人群中各種神經(jīng)精神疾病的風險之間具有相關(guān)性。因此,推測lncRNA HOTAIR參與SCZ的精神癥狀和認知損傷過程。本研究發(fā)現(xiàn),SCZ患者血清lncRNA HOTAIR表達水平顯著高于健康對照組,且與PANSS評分中陰性癥狀、總分呈正相關(guān),與認知功能TMT、CPT呈負相關(guān),表明血清lncRNA HOTAIR參與SCZ的精神癥狀和認知障礙。推測SCZ患者體內(nèi)lncRNA HOTAIR表達可促進炎性反應(yīng),抑制神經(jīng)營養(yǎng)因子如腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子表達,引發(fā)認知障礙。

miRNA通過附著在靶基因的非轉(zhuǎn)錄位點來控制靶基因表達,進而影響細胞中的生物學和信號轉(zhuǎn)導途徑,與神經(jīng)發(fā)育信號傳導、突觸可塑性及成人神經(jīng)元活動密切相關(guān)[19]。據(jù)報道,在大部分神經(jīng)發(fā)育、神經(jīng)退行性或精神疾病中,miRNA及其調(diào)控的下游機制顯著失調(diào)[20]。目前miRNA在SCZ發(fā)病中的作用知之甚少。miR-197-3p已被報道參與細胞增殖、凋亡、分化、轉(zhuǎn)移和耐藥等多種細胞過程,在包括腫瘤在內(nèi)的人類疾病的血清/細胞中檢測到miR-197-3p表達失調(diào)。已有研究表明,miR-197-3p是多種精神疾病的預測因子,與神經(jīng)退行性疾病(如阿爾茨海默病、抑郁)的潛在發(fā)展有關(guān)[7,21]。本研究發(fā)現(xiàn),SCZ患者血清miR-197-3p表達水平顯著低于健康對照組,且與PANSS評分中陰性癥狀、總分呈負相關(guān),與認知功能TMT、CPT呈正相關(guān),表明血清miR-197-3p參與SCZ的精神癥狀和認知障礙。且生物信息學顯示,lncRNA HOTAIR與miR-197-3p存在結(jié)合位點,SCZ患者血清中l(wèi)ncRNA HOTAIR表達與miR-197-3p表達呈負相關(guān)。lncRNA HOTAIR可能作為競爭的內(nèi)源性RNA海綿化miR-197-3p,進而參與SCZ的發(fā)生發(fā)展。且進一步ROC曲線分析結(jié)果顯示,血清lncRNA HOTAIR、miR-197-3p水平均可有效診斷SCZ的發(fā)生,兩者聯(lián)合預測價值更高,表明同時檢測lncRNA HOTAIR、miR-197-3p對SCZ的識別具有更高的價值。

綜上,SCZ患者體內(nèi)血清lncRNA HOTAIR上調(diào),miR-197-3p下調(diào),與精神癥狀及認知功能相關(guān),可作為SCZ診斷的重要指標。然而本研究中l(wèi)ncRNA HOTAIR與miR-197-3p的具體調(diào)控機制還需進一步研究。

利益沖突:所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

黃偉杰:設(shè)計研究方案,實施研究過程,論文撰寫;李一蘭:提出研究思路,分析試驗數(shù)據(jù),論文審核;王西林:進行統(tǒng)計學分析;盧林生、肖攀攀:實施研究過程,資料搜集整理