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背景: 抑郁症是最常见的精神疾病之一,其发病率和复发率高,而就诊率和治愈率低,这给个人、家庭和社会带来了沉重的负担。目前抑郁症的诊治仍存在诸多挑战,主要有:(1)发病机制研究尚停留在各种假说层面,如单胺类神经递质假说、细胞因子假说、下丘脑-垂体-肾上腺轴假说、表观遗传调控假说以及神经发生障碍和突触可塑性异常假说等。(2)缺乏客观有效的辅助诊断指标/方法。(3)抗抑郁药物起效慢,对部分患者疗效差。因此,目前迫切需要继续探索抑郁症的病理生理机制,发现早期诊断的生物标志物以及新的治疗靶点。 microRNA(miRNA)是长约19~23nt的RNA分子,在基因表达过程中进行转录后调控,在肿瘤等临床疾病的病理生理机制探索及潜在疾病诊断生物标志物筛选等领域中有广泛的研究前景。文献报道,中枢神经系统中存在脑组织特异性或富集表达的miRNA,急性或慢性应激会导致一些miRNA表达失调。故我们推测,miRNA在抑郁症的病理生理过程中扮演重要角色,并可能通过表达谱及靶向分析寻找到潜在的抑郁症诊断标志物。 目的: 分别基于锁核酸杂交芯片技术和实时定量PCR技术对抑郁症患者血浆差异miRNA进行表达谱分析及靶向研究,初步探讨差异miRNA在抑郁症病理生理机制中的潜在作用及其临床意义,为筛选抑郁症诊断标志物提供研究基础。 方法: 1.提供临床样本志愿者招募:本研究在重庆医科大学第一附属医院精神科门诊收集重性抑郁障碍及双向情感障碍患者;在重庆医科大学第一附属医院体检中心收集正常对照者;在重庆市精神病院住院部收集精神分裂症患者。精神疾病患者分别由两名精神科专家依据《精神疾病诊断和统计手册》(DSM-IV)对患者进行诊断。对上述三种精神疾病患者分别进行汉密尔顿抑郁量表、贝克抑郁自评量表、Beck-Rafaelsen躁狂量表及阳性与阴性症状量表进行疾病严重程度评分。所有试验对象入组时均进行血常规及血生化(肝肾功能)检查。严格按照实验设计拟定的纳入和排除标准入组实验对象。所有纳入研究的志愿者均签署了书面知情同意书。第一部分纳入30例实验对象(抑郁症16例,正常对照14例)。第二部分第一阶段纳入70例实验对象(抑郁症和正常对照各35例),第二阶段纳入300例实验对象(抑郁症100例,双向情感障碍和精神分裂症各50例,正常对照100例)。 2.抑郁动物模型的建立:采用慢性不可预见性温和刺激对大鼠进行抑郁模型建造,运用体重、糖水消耗实验及旷野实验判定抑郁大鼠模型建立成功与否。 3.实验标本的采集与保存:临床血液用EDTA抗凝的真空采血管经静脉穿刺采集,大鼠血液经水合氯醛深麻醉大鼠后通过心尖穿刺获取,并于采集后1小时内进行分离血浆处理,血浆分装后-80°C保存备用。大鼠心脏采血结束后断头处死,解剖分离脑组织,取前额叶、海马及嗅球组织后放入1.5ml去RNA酶EP管中,液氮速冻,最后所有标本-80°C保存备用。 4.采用TrizolRNA提取法提取血浆及脑组织RNA。抽提后的RNA采用紫外吸收法测定RNA浓度与纯度,采用变性琼脂糖凝胶电泳判断RNA的完整性和基因组DNA污染。 5.基于锁核酸miRNA杂交芯片技术,分析抑郁症和正常对照血浆的miRNA表达谱,设定倍数差异>1.3,P值<0.05为阈值判断抑郁症患者血浆的差异表达miRNA,建立抑郁症血浆miRNA表达数据库。 6.通过对差异miRNA的靶基因分析、GeneOntology及Pathway分析等生物信息学手段,初步探索差异miRNA在抑郁症病理生理机制中的潜在作用。 7.运用实时定量PCR方法,检测血浆、脑组织miR-134的表达,观察该指标在抑郁症是否存在改变,并判断其在抑郁症中的诊断价值。 结果: 1.通过芯片表达谱分析(抑郁症16例,正常对照14例),发现75个差异表达miRNA,其中含未命名的miRNA序列6个;含病毒编码的miRNA序列8个,其中显著上调的病毒编码miRNA有ebv-miR-BART6-3p和hsv2-miR-H4-3p,上调倍数分别为1.45倍及1.795倍;hsa-miR-124-3p、hsa-miR-652-3p、hsa-miR-147b、hsa-miR-196a-3p、hsa-miR-1255a、hsa-miR-604、hsa-miR-511、hsa-let-7a-5p八个差异miRNA在抑郁组和对照组中的区分度最为明显。进一步对所有差异miRNA进行生物信息学分析发现其参与MAPK及Wnt信号通路的调控,另外还参与神经营养因子的信号途径,以及中枢神经系统发育、神经发生和突触可塑性调控等。 2.通过实时定量PCR分析,在35例抑郁症及35例正常对照血浆中初步发现抑郁组血浆miR-134水平明显低于对照组,经常用抗抑郁治疗后随症状好转血浆miR-134水平亦回复,但仍明显低于对照组。抑郁症患者中,更低的血浆miR-134水平提示较差的预后。进一步扩大样本到100例抑郁症、100例正常对照、50例双向情感障碍、50例精神分裂症后发现,抑郁组、双向情感障碍组及精神分裂组血浆miR-134水平均显著低于对照组,但抑郁组较双向情感障碍及精神分裂组的血浆miR-134水平更低,具有显著的统计学差异。血浆miR-134在抑郁症及正常对照人群中诊断抑郁症的灵敏度为79%,特异性84%,在抑郁症、双向情感障碍、精神分裂症及正常对照人群中诊断抑郁症的灵敏度为79%,特异性76.5%。与临床样本研究的结果一致,动物实验亦证实慢性应激导致大鼠血浆及海马、前额叶皮质的miR-134水平明显下调。 结论: 1.八个差异miRNA在抑郁组和对照组中的区分度最为明显。参与MAPK、Wnt及神经营养因子信号通路调控的miRNA表达紊乱可能参与抑郁症的病理生理过程。抑郁症可能与潜在的EB病毒及HSV病毒感染相关。 2.血浆miR-134可能是潜在的抑郁症诊断及预后判断的标志物。