miR-137基因rs1625579位點多態性與精神分裂癥患者認知功能的關聯性研究

律東，方芳，鄒曉波，林舉達，殷靜雯

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miR-137基因rs1625579位點多態性與精神分裂癥患者認知功能的關聯性研究

律東，方芳，鄒曉波，林舉達，殷靜雯

目的探討微小RNA-137（miR-137）單核苷酸多態性（SNP）位點rs1625579多態性與精神分裂癥患者認知功能的相關性。方法選取250例精神分裂癥患者，采用陽性和陰性癥狀量表（PANSS）評估精神分裂癥患者癥狀，簡明精神分裂癥認知評估測驗量表（BACS）評估精神分裂癥患者的認知功能。并收集患者外周血液，采用SNaP-shot技術對rs1625579位點進行基因分型。比較該位點不同基因型的癥狀及認知功能差異。結果TT、GT、GG基因型分別為221例（88.4%）、28例（11.2%）、1例（0.4%）。TT基因型和G等位基因（GG+GT）攜帶者PANSS評分差異無統計學意義。BACS測驗結果顯示，除數字序列測驗TT基因型患者得分低于G等位基因（GG+GT）攜帶者外（P＜0.05），語義流暢性測驗、字詞流暢性測驗、言語記憶測驗、代幣運動、倫敦塔測驗、符號編碼測驗得分TT基因型與G等位基因（GG+GT）攜帶者間差異均無統計學意義。結論miR-137基因rs1625579位點多態性可能與中國漢族人群精神分裂癥工作記憶能力有關。

精神分裂癥；認知；多態性，單核苷酸；漢族；miR-137；rs1625579多態性

精神分裂癥是由多基因參與的多表型疾病［1］，涉及多個腦區。精神分裂癥患者可能表現出認知、情感、思維等多方面的障礙［2］。其中，精神分裂癥患者的認知缺陷主要表現在注意、言語、推理、問題解決、運動、執行功能等方面，影響患者的預后、生活質量及社會功能的恢復。近年來研究發現，微小RNA-137（microRNA-137，miR-137）與精神分裂癥密切相關，其可通過級聯效應調控多個神經發育信號通路和多個靶基因的表達，進而精細地調節胚胎期及成年期的神經發生、突觸發育、樹突蛋白的合成、軸突導向和神經元塑形等過程［3］。miR-137表達失調會引起神經結構和功能異常，很可能與精神分裂癥的認知功能障礙有關［4］。認知功能作為大腦結構和功能的外部體現，在神經發育、成熟及信號傳導過程中，任何一個環節出現問題都可能綜合反映為認知能力的降低，因此，miR-137作為上游調控因子，可能通過級聯調控網絡調節神經發育和精神分裂多個易感基因，進而造成精神分裂癥認知功能的障礙。

miR-137基因位于1號染色體1p22，存在多個單核苷酸多態性（Single Nucleotide Polymorphism，SNP）位點，而全基因組關聯性研究（Genome Wide Association Study，GWAS）發現rs1625579是與精神分裂癥關聯性最強的位點（P＜0.001）［5］。本課題組在前期研究中發現該位點基因多態性與中國漢族人群精神分裂癥可能具有相關性（P=0.036），并且這一結論得到了Meta分析數據的支持［6］。本研究旨在進一步驗證rs1625579位點多態性與精神分裂癥患者認知功能的相關性。

1　資料與方法

1.1一般資料精神分裂癥患者血液樣本采自2013年9月—2014年11月廣東醫科大學附屬醫院精神心理科。入組訪談及癥狀評估由兩名主治職稱以上精神科醫師共同完成。入組訪談采取結構式臨床訪談（structured clinical interview for DSM-IV，SCID），癥狀評估采用陽性和陰性癥狀量表（Positive and Negative Symptom Scale，PANSS）。入組標準：（1）符合美國精神障礙診斷與統計手冊第四版（diagnostic and statistical manual of mental disorders，4th edition，DSMIV）精神分裂癥的診斷標準。（2）生物學父母均為漢族。（3）發病年齡18～55歲。排除標準：（1）符合DSM-IV診斷標準的分裂情感障礙、心境障礙、精神發育遲滯、譫妄、癡呆等其他精神障礙。（2）物質濫用所致精神障礙。（3）患有嚴重的不穩定軀體疾病。（4）妊娠或哺乳期婦女。本研究通過廣東醫科大學附屬醫院倫理委員會審查。

1.2認知功能評估精神分裂癥患者的認知功能采用簡明精神分裂癥認知評估測驗量表（Brief Assessment of Cognition in Schizophrenia，BACS）中文版進行。該量表由杜克大學醫學中心Keefe教授［7］開發，經北京心理危機研究與干預中心翻譯為BACS中文版，并經測試臨床信效度較好［8］。測驗包括6個維度，分為7個分測驗：（1）工作記憶維度，數字序列測驗（Digital Sequencing Test，DS）。（2）言語流暢性維度，語義流暢性測驗，（Category Fluency，CF）、字詞流暢性測驗（Word Fluency，WF）。（3）言語記憶維度，言語記憶測驗（Verbal Memory Test，VM）。（4）運動速度維度，代幣運動（Token motor task，TM）。（5）執行功能維度，倫敦塔測驗（Tower of London，TL）。（6）注意及信息處理速度維度，符號編碼測驗（Symbol Coding，SC）。

1.3 DNA提取及基因分型抽取外周靜脈血2 mL。應用TIANamp Blood DNA Kit（TIANGEN Co.，Ltd.，China）提取基因組DNA。SNaPshot技術進行rs1625579位點分型。引物設計采用在線Primer3軟件（http：//frodo.wi.mit.edu/）：rs1625579上游5′- TTTAGTCAACATTTGCATTTGGAAGC-3′，下游5′- CAACAGATTCCAAAGGTCTCTAGTGTGC- 3′。PCR反應體系（20 μL）包含1×GC Buffer I，3.0 mmol/L Mg2+，0.3 mmol/L dNTP，1 U HotStarTaq聚合酶（Qiagen Inc.，Germany），1μL樣本DNA和2μL PCR引物。PCR循環程序：95℃2 min；11 cycles×（94℃20 s，65℃±0.5℃40 s，72℃90 s）；24 cycles×（94℃20 s，59℃30 s，72℃90 s）；72℃2 min；4℃forever。采用SNaPshot Multiplex kit（Applied Biosystems Co.，Ltd.，USA）進行延伸反應。rs1625579延伸引物SR：5′- TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTAAACAAGGGAAATGTTAATCACAATTA- 3′。用Gene Mapper4.1（Applied Biosystems Co.，Ltd.，USA）進行SNP分型。

1.4統計學方法數據應用SPSS 18.0統計軟件分析，并進行哈迪-溫伯格平衡（Hardy-Weinberg equilibrium，HWE）檢測。計量資料以均數±標準差（x ±s）表示，2組間比較采用獨立樣本t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1入組精神分裂癥患者一般資料統計入組精神分裂癥患者250例，其中男175例，女75例，平均年齡（33.56±12.53）歲；TT、GT、GG基因型分別為221例（88.4%）、28例（11.2%）、1例（0.4%），基因型分布符合哈迪-溫伯格平衡定律（χ2=0.013，P= 0.911），由于等位基因G頻率較低（6%），合并統計GT和GG。TT基因型和G等位基因（GG+GT）攜帶者年齡、發病年齡、受教育年限差異均無統計學意義，見表1。

Tab. 1 Genotype of miR-137 gene rs1625579 polymorphism and clinical characteristics of schizophrenic patients表1　miR-137基因rs1625579多態性與精神分裂癥患者臨床變量的差異分析　（x ±s）

2.2 miR-137基因rs1625579多態性與精神分裂癥癥狀評分的關聯性分析TT基因型和G等位基因（GG+GT）攜帶者PANSS總分、陽性癥狀量表評分、陰性癥狀量表評分、病理量表評分差異均無統計學意義，見表2。

Tab. 2 Analysis of correlation between miR-137 gene rs1625579 polymorphism and positive and negative symptom scale（PANSS）in patients with schizophrenia表2　miR-137基因rs1625579多態性與精神分裂癥癥狀評分的關聯性分析　（分，x ±s）

2.3 miR-137基因rs1625579多態性與精神分裂癥患者認知功能的關聯性分析TT基因型患者數字序列測驗得分低于G等位基因（GG+GT）攜帶者（P＜0.05），而語義流暢性測驗、字詞流暢性測驗、言語記憶測驗、代幣運動、倫敦塔測驗、符號編碼測驗得分與G等位基因（GG+GT）攜帶者差異均無統計學意義，見表3。

Tab. 3 Analysis of correlation between miR-137 gene rs1625579 polymorphism and the brief assessment of cognition in patients with schizophrenia表3　miR-137基因rs1625579多態性與精神分裂癥患者認知功能的關聯性分析　（分，x ±s）

3　討論

精神分裂癥患者認知功能評估中數字序列測驗可反映工作記憶表現。本研究結果顯示，TT基因型患者數字序列測驗得分低于G等位基因攜帶患者，提示T等位基因可能是精神分裂癥患者工作記憶能力降低的危險因素。這一結果得到了影像學研究的支持，有研究發現rs1625579位點TT基因型患者在工作記憶期間前額葉背外側皮層存在過度興奮，表明在工作記憶過程中TT基因型患者前額葉神經效能降低［9］。

工作記憶是一種對信息進行暫時加工和貯存的容量有限的記憶系統。從分子層面看，miR-137多態性對精神分裂癥工作記憶的調控機制很可能通過對其下游靶基因的調控實現。miR-137的靶基因眾多，與精神分裂癥有關的靶基因包括轉錄因子-4 （transcription factor 4，TCF-4）、L型鈣離子通道α1C亞基（calcium channel，voltage-dependent，L type，alpha1C subunit gene，CACNA1C）、CSMD1（CUB and Sushi multiple domains 1）和C10orf26（Homo sapiens chromosome 10 open reading frame 26）［10］。其中，TCF-4是核內轉錄因子，也是感覺門控通道的重要調節因子［11］。感覺門控的缺損引起無關刺激超載可導致精神分裂癥患者注意障礙，而使工作記憶過程受到阻礙。CACNA1C編碼L-型鈣離子通道的α1C亞基，與細胞膜的去極化偶聯可使細胞膜對鈣離子的通透性增加，導致胞內信號通路的激活。這一過程障礙會導致大腦信息處理異常，引起工作記憶障礙［12］。

Wright等［13］對miR-137的預測靶基因參與的信號通路進行分析發現，這些靶基因組成調控網絡參與神經結構和功能的調控，其中最主要的3條通路分別是：長時程增強（long-term potentiation，LTP）、Eph受體（ephrin receptor signaling）和軸突導向（axonal guidance）信號通路，這3條通路參與調控神經網絡結構的形成、突觸可塑性和信息傳遞過程。這些支持大腦功能的基本神經結構及信息傳導通路異常，則會使信息處理效率下降，出現特定腦區功能的異常，進而可能導致精神分裂癥患者工作記憶能力的受損。

本研究結果顯示，TT基因型患者與G等位基因攜帶患者在PANSS總分及BACS除數字序列外的其他維度得分均無明顯差異。Cummings等［14］研究發現，rs1625579位點多態性與精神疾病患者的精神癥狀相關，并且表現出更多的認知損害。與本研究結果不一致，其原因可能如下：（1）樣本異質性較大。精神分裂癥癥狀表現差異及描述性診斷增加了不同研究納入病例的異質性，Cumnings等的研究中將精神分裂癥、分裂樣精神障礙、雙相情感障礙的患者作為病例組，進一步增加了樣本異質性。（2）不同種族及人群中基因型分布差異。本研究精神分裂癥患者樣本中G等位基因的頻率為6%，而在美國和加拿大患者中為17.65%［15］，澳大利亞患者中為19.45%［16］，rs1625579的基因型分布異質性可能造成統計分組及結果的差異。（3）樣本量的不足導致統計效力降低，可能得出假陰性的結果。

綜上所述，rs1625579基因多態性可能與中國人群漢族精神分裂癥工作記憶能力有關。Wright等［13］用生物信息學方法預測miR-137的潛在靶基因有1 144個，其中25個是精神分裂癥的預測易感基因，但是目前得到驗證的靶基因數量較少。因此，miR-137調控的與精神分裂癥認知功能相關的靶基因及下游生物通路仍需進一步的實驗探索。

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（2016-01-01收稿2016-04-14修回）

（本文編輯陳麗潔）

Association of a miRNA-137 rs1625579 polymorphism with neurocognitive function in patients with schizophrenia

LYU Dong，FANG Fang，ZOU Xiaobo，LIN Juda，YIN Jingwen

Department of Psychiatry，the Affiliated Hospital of Guangdong Medical University，Zhanjiang 524001，China Corresponding Author E-mail：amysays@live.com

Objective To investigate the aassociation of a microRNA-137（miR-137）polymorphism，single nucleotide polymorphism（SNP）rs1625579，with neurocognitive function in patients with schizophrenia. Methods A total of 250 patients with schizophreniawere included in this study. The positive and negative syndrome scale（PANSS）was used to evaluate patients. The brief assessment of cognition in schizophrenia（BACS）scale was used to determine neurocongnitive functions in patients. Blood samples of patients were collected，and SNaPshot technique was used to compare the neurocognitive functions of different genotypes of rs1625579. Results The genotypes of TT，GT and GG were 221（88.4%），28（11.2%）and 1（0.4%）. There was no significant difference in PANSS score between TT genotype carriers and G allele（GG+GT）carriers. The detection of BACS showed that the digit sequencingscore was significantly lower in patients with TT genotype than that of G allele（GG+GT）carrier（P＜0.05）. There were no significant differences in other scores of BACS evaluation between two groups of patients. Conclusion The miR-137 polymorphism influences the workingmemory performance of schizophrenic patients in Chinese Han population.

schizophrenia；cognition；polymorphism，single nucleotide；HAN NATIONALITY；miR-137；rs1625579 polymorphism

R749.3

A

10.11958/20150426

湛江市科技計劃項目（2013B01258）

廣東省湛江市廣東醫科大學附屬醫院精神心理科（郵編524001）

律東（1979），男，學士，主治醫師，主要從事精神分裂癥的臨床與基礎研究

E-mail：amysays@live.com