lncRNA BDNF-AS和BDNF在精神分裂癥患者血清中的表達及意義*

王 璞 劉冠軍 徐素霞

精神分裂癥是一種復雜的慢性精神疾病，其不僅嚴重損害患者本人的社會功能，還給家庭和社會造成一定負擔。精神分裂癥病情多遷延，且易反復發作，治愈率極低[1]。遺傳因素是精神分裂癥最主要的病因，遺傳物質的異常表達與精神分裂癥的發病有明顯關聯[2，3]。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是一類長度超過200個核苷酸的小分子非編碼RNA，可在轉錄、轉錄后和表觀遺傳等多個方面調控基因的表達，與神經系統疾病、自身免疫性疾病、腫瘤等多種疾病的發生發展密切相關[4～6]。lncRNA在胚胎干細胞和腦發育中表達，參與神經發生、細胞分化和成熟、髓鞘形成以及突觸可塑性等生理過程，與神經發育障礙性疾病密切相關[7]。精神分裂癥常被認為是一種神經發育障礙性疾病，研究已表明，心肌梗死相關轉錄因子(MIAT)、無遠端同源盒 6 反義 1(DLX6-AS1)等多個lncRNA參與精神分裂癥發生發展[8,9]。腦源性神經營養因子(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，與BDNF基因轉錄方向相反[10]。BDNF是一種具有防止神經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系統中廣泛分布。研究顯示，BDNF在精神分裂癥患者血清中表達降低，與患者認知能力相關[11]。但目前，lncRNA BDNF-AS在精神分裂癥患者血清中的表達情況還未知。本研究主要通過檢測精神分裂癥患者血清中lncRNA BDNF-AS和BDNF基因表達，分析了lncRNA BDNF-AS和BDNF基因表達的相關性及兩者與精神分裂癥嚴重程度和認知功能的關系，以期探討lncRNA BDNF-AS和BDNF在精神分裂癥中的作用。

1 對象與方法

1.1 對象 選取2016年4月～2018年5月于平頂山市精神病醫院就診的63例精神分裂癥患者為研究對象(研究組)。精神分裂癥患者符合國際疾病分類第10版(ICD-10)精神分裂癥診斷標準[12]。納入標準：(1)均為首次發病；(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)無其他神經類疾病。研究組男28例，女35例；平均年齡(53.21±6.28)歲；體質量指數(22.57±1.67)kg/m2；有吸煙史21例，無吸煙史42例。選取同時期60名健康體檢者為對照組，其中男30名，女30名；平均年齡(55.37±6.54)歲；體質量指數(22.36±1.54)kg/m2；有吸煙史16名，無吸煙史44名。兩組性別、年齡、體質量指數及吸煙史比較差異均無統計學意義(P>0.05)。本研究經醫院倫理委員會批準同意，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 ℃保存備用。

1.2.2 實時熒光定量PCR(RT-qPCR)檢測血清lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表達水平 Trizol試劑提取血清中總RNA，微量核酸儀檢測RNA的濃度和純度。參照反轉錄試劑盒將RNA反轉錄為cDNA。以c DNA為模板，進行PCR擴增。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擴增程序：95 ℃10 min，95 ℃15 s，60 ℃30 s，72 ℃60 s，共進行35個循環。以GAPDH為內參，2-△△Ct法計算lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA的相對表達水平。

1.2.3 量表評定 采用PANSS評定精神分裂癥患者精神癥狀，威斯康星卡片分類測驗(WCST)評估患者認知功能，均有高年資主治醫師于采血當日進行評估。

2 結果

2.1 兩組血清中lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表達水平比較 研究組血清中lncRNA BDNF-AS表達水平高于對照組(P<0.05)，BDNF mRNA表達水平低于對照組(P<0.05)。見表1。

表1 兩組血清中lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表達水平比較

2.2 研究組血清中lncRNA BDNF-AS與BDNF mRNA表達相關性分析 Pearson相關性分析結果顯示，研究組血清中lncRNA BDNF-AS與BDNF mRNA表達水平呈負相關(r= -0.921，P<0.05)。見圖1。

圖1 血清中lncRNA BDNF-AS與BDNF mRNA表達相關性

2.3 研究組lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表達水平與PANSS相關性分析 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相關性分析結果顯示，研究組血清中lncRNA BDNF-AS表達與PANSS攻擊危險性因子呈正相關(P<0.05)，BDNF mRNA表達與PANSS陰性癥狀和攻擊危險性因子均呈負相關(P<0.05)。見表2。

表2 研究組lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表達水平與PANSS相關性

2.4 研究組lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表達水平與WCST相關性分析 研究組WCST完成分類數、錯誤應答數、持續性錯誤數、非持續性錯誤數分別為(4.24±1.15)分、(68.65±11.39)分、(48.57±9.25)分、(16.41±4.57)分。Pearson相關性分析結果顯示，研究組血清中lncRNA BDNF-AS表達與WCST錯誤應答數和非持續性錯誤數均呈正相關(P<0.05)，BDNF mRNA表達與WCST錯誤應答數和非持續性錯誤數均呈負相關(P<0.05)。見表3。

表3 研究組lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表達水平與WCST相關性

3 討論

精神分裂癥具有發病率高、復發率高、病死率高及治愈率低等特點[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導致心血管疾病死亡、心源性猝死，嚴重威脅生命健康。目前，精神分裂癥的發病原因還未明確。遺傳是精神分裂癥最主要的因素，基因的異常表達在精神分裂癥發生發展中起重要作用[14]。因此，探討精神分裂癥患者體內異常表達的基因，可為該疾病的診斷和治療提供參考依據。

BDNF參與神經元存活、生長發育及分化，可防止神經元受損，改善神經元病理狀態，是維持成熟神經中樞及周圍神經系統神經元生存的必需物質[15]。本研究顯示，精神分裂癥患者血清中BDNF基因表達降低，與相關報道結果一致[16]，提示BDNF低表達可能對神經系統保護作用降低，繼而誘發精神分裂癥發生發展。lncRNA BDNF-AS是BDNF的反義RNA，其可調控BDNF表達。研究顯示，抑制BDNF-AS表達可抑制急性脊髓損傷大鼠神經元細胞凋亡，為急性脊髓損傷治療提供了潛在靶點[17]。目前，lncRNA BDNF-AS與精神分裂癥發生發展的關系還未知。本研究顯示，精神分裂癥患者血清中lncRNA BDNF-AS表達水平高于健康體檢者，提示lncRNA BDNF-AS也參與精神分裂癥的發生發展。Guo DW等[18]研究顯示，lncRNA BDNF-AS過表達通過負向調控BDNF表達抑制肝癌細胞增殖和侵襲，是肝癌治療的潛在靶點。Zhao R等[19]研究顯示，lncRNA BDNF-AS下調通過上調BDNF和血管內皮生長因子(VEGF)表達抑制新生小鼠心肌細胞凋亡，降低心肌損傷。本研究顯示，精神分裂癥患者血清中lncRNA BDNF-AS與BDNF mRNA表達水平呈負相關，提示lncRNA BDNF-AS表達升高可能通過降低BDNF表達水平來減弱BDNF對神經系統的保護作用。

精神分裂癥患者表現出一定程度的陽性癥狀、陰性癥狀及認知功能損傷。PANSS評分可用于評價精神分裂癥癥狀嚴重程度。本研究顯示，精神分裂癥患者血清中lncRNA BDNF-AS表達與PANSS攻擊危險性呈正相關，BDNF基因表達與PANSS陰性癥狀和攻擊危險性均呈負相關，提示lncRNA BDNF-AS表達升高及BDNF基因表達降低可能加重精神分裂癥疾病嚴重程度，增加患者的攻擊危險性。WCST是神經心理相關測試，能夠檢測人的抽象思維能力，有效評估患者執行能力。本研究顯示，精神分裂癥患者血清中lncRNA BDNF-AS表達與WCST錯誤應答數和非持續性錯誤數均呈正相關，BDNF基因表達與錯誤應答數和非持續性錯誤數均呈負相關，提示lncRNA BDNF-AS表達升高及BDNF基因表達降低可能增加患者的錯誤應答數和非持續性錯誤數，導致患者抽象思維能力及執行能力降低。

綜上所述，lncRNA BDNF-AS在精神分裂癥患者血清中表達升高，BDNF基因表達降低，兩者呈負相關，lncRNA BDNF-AS可能通過下調BDNF基因表達降低對患者的神經保護，在精神分裂癥發生發展中起重要作用。血清lncRNA BDNF-AS和BDNF基因表達變化可能為精神分裂癥診斷和治療提供一定的參考。