精神分裂症发病和预后相关微小RNA研究进展*

精神分裂症(schizophrenia，SZ) 是临床上常见的一种严重的精神障碍性疾病，主要临床表现包括情感、思维、意志、行为等障碍，以及精神活动的不协调性[1]。据统计，在世界范围内，精神分裂症的年发病率约为0.015%，而且在发病方面仍呈现逐年递增的态势。目前，该病的确切发病原因尚未明确，而在诊断方面则主要参照临床表现，故往往会误诊、漏诊[2]。关于精神分裂症发病机制和预后评估，是当前精神分裂症基础研究和临床诊疗过程中较为棘手的难题。微小RNA (microRNA，miRNA)是一类非蛋白编码RNA(nonprotein coding RNA, ncRNA)，其功能是精确调节神经元及其他细胞的发育、分化、增殖、凋亡，以及参与免疫调控、神经元可塑性及信号传导过程中mRNA转录后处理。愈来愈多证据表明miRNA与精神分裂症的发生及预后评估密切相关，故本文对相关内容进行详细介绍。

1 微小RNA

微小RNA (miRNA)长度一般为19～25nt，是广泛存在于真核生物之中的一种内源性非编码小RNA。研究表明，miRNA参与了一半以上的蛋白质编码基因[3]。在人类的神经系统中，miRNA有着极其丰富的表达[4]。由于在精神分裂症患者的血液以及脑脊液中，皆可检测出miRNA的差异性表达，很多学者已经认为miRNA可以作为临床上诊断精神分裂症的一种非侵袭性生物学标志物[5]。近年来，关于miRNA与精神分裂症发病及预后的关系，国内外学者进行了较深入广泛的研究。

2 miRNA与精神分裂症发病

2.1 神经系统中miRNA与精神分裂症发病的相关性 神经系统中广泛存在着miRNA。据文献报道，在人类神经系统表达了大约70% miRNA[6]。这些广泛存在于神经系统的miRNA，与人类各种神经元的分化、增殖，神经递质的正常释放，神经突触的形成，各项神经功能包括中枢神经系统高级神经功能的正常维系，皆密切相关[7]。通过逆转录定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)和微阵列筛选技术，许多学者证实了在精神分裂症患者的大脑皮层组织中广泛存在种类多样的miRNA的差异表达[8]。比如，在精神分裂症患者大脑额叶皮层区内有近30个miRNA差异表达；在第8 号染色体上存在7个以上的miRNA，如果这个染色体区域如发生轻微变化即可能出现精神分裂症等精神疾病发病。这些miRNA的差异表达以及发生变化，经多项研究已经被证实与精神分裂症发病相关。

2.2 miR-30b与精神分裂症发病的相关性 Mellios N等[9]对不同性别的精神分裂症患者大脑前额叶皮层研究后发现，雌激素对miR-30b具有调控作用。其中，女性精神分裂症患者miR-30b表达减少，而在男性精神分裂症患者患者中，miR-30b表达变化并不显著。这显示在精神分裂症患者中，部分miRNA的表达有一定的性别差异。

2.3 miR-107与精神分裂症发病的相关性 在对精神分裂症患者的大脑颞上回皮层灰质进行研究之后，Scarr E等[10]发现，调控胆碱能受体1(CHRM1)表达的miR-107表现为上调，而CHRM1的表达则与精神分裂症发病相关。Wong J等[11]对精神分裂症患者额前叶皮层研究后发现，神经细胞 PAS 域蛋白质 3( NPAS3) 表达减少，而miR-107 表达则上调，并推断miR-107系通过负调控NPAS3起到影响精神分裂症发病的作用。

2.4 miR-132与精神分裂症发病的相关性 Miller BH等[12]对精神分裂症患者的大脑前额叶皮层进行研究后发现，在这个区域，有近30个miR-132的靶基因表达上调。在这些表达上调的靶基因中，包括了DNA 甲基化转移酶 3a、天门冬氨酸、二氢嘧啶酶样蛋白3 等众多的早已被证实与精神分裂症发病显著相关的靶基因[13]。

2.5 miR-137与精神分裂症发病的相关性 miRNA可以通过对靶基因进行调控，从而导致精神分裂症发病。1号染色体的MIR-137基因转录产物miR-137 可通过影响神经系统发育并改变突触可塑性，已经被证实是精神分裂症的重要易感基因之一。关于miRNA参与精神分裂症发病的进一步研究表明，miR-137的rs1625579 亚型之中，TT 纯合子的背外侧前额叶皮层与海马结构连接异常，患者的记忆功能表现也较TG 型差[14]，miR-137的表达水平也较TG、GG下降约30%[15]。CSMD1、CACNA1C、C10orf26、TCF4等miR-137的靶基因已经被确认为精神分裂症患病易感基因[16，17]。而作为此区域的重要靶基因，TCF4( Wnt 信号通路关键信号分子 T 细胞因子 4) 则表达上调。

2.6 miR-185与22q11.2 微缺失型精神分裂症发病的相关性 22q11.2 微缺失(22q11.2DS) 型精神分裂症占患者总发病人数的1%～2%。作为22q11.2区域中与精神分裂症发病关联的miRNA，miR-185 在90%～95% 的22q11.2 微缺失型精神分裂症患者中表达下调，尤其以前额叶皮层、海马区域表达下调最为显著。学者们在对 miR-185的生物功能进行系统研究后发现，miR-185能够通过影响神经元树突棘发育，并通过调控多个靶目标，从而参与精神分裂症的发病。22q11.2 上的另一个微小核RNA miR-130b，可通过调控其靶基因甲基 CpG 结合蛋白 2(MECP2) ，使其发生突变，从而使大脑发育以及高级行为功能出现异常，从而导致精神分裂症发病[18]。

2.7 miR-195与精神分裂症发病的相关性 现已证实[19]，精神分裂症患者的大脑额叶皮层组织内缺乏生长抑素及神经肽Y的基因表达，而调控生长抑素及神经肽Y的脑源性神经营养因子是受miR-195调控的。所以，miR-195 实际上是通过调控脑源性神经营养因子参与精神分裂症发病过程。

2.8 miR-382与精神分裂症发病的相关性 为深入研究神经系统疾病，学者们常选取便于从活体中安全取到的含有神经元、神经干细胞的神经组织—嗅觉上皮细胞。Mor E等[20]在对精神分裂症患者及正常参试者嗅觉上皮细胞体外培养，并微切嗅觉上皮神经组织后发现，丰富表达于大脑之中的miR-382在患者和受试者神经组织表达存在显著差异；而相同人群淋巴母细胞样本中miR-382 表达无差异。miR-382可以调控快速发育生长因子家簇 4基因和成纤维细胞生长因子受体 1，损伤后则出现与精神分裂症有关的大脑发育和功能的异常。因此，神经组织中miR-382的变化与精神分裂症发病有相关性。

2.9 miR-497与精神分裂症发病的相关性 与其他细胞类似，部分神经细胞也可以分泌一种叫做外体的小囊泡体。在这种外体中，含有大量与其来源神经细胞功能密切的微小核RNA、脂质、蛋白质等物质。Banigan MG等[21]通过对大脑前额叶皮层的外体进行研究，结果表明精神分裂症患者大脑前额叶皮层的外体中miR-497表达上调，并据此得出神经组织中miR-497的变化与精神分裂症发病有相关性。

2.10 体液中微小核RNA与精神分裂症发病的相关性 在精神分裂症患者的血液及脑脊液等体液中皆可检测出miRNA的差异性表达。体液中的miRNA通常来源于机体细胞分泌、凋亡以及死亡裂解后释放。Gallego JA等[22]对全血及脑脊液里的近400个miRNA进行研究后发现，只有少部分miRNA既存在于脑脊液中又存在于血液中，而大部分miRNA仅存在于脑脊液或主要是存在于脑脊液之中。Dela Morena MT等[23]的研究则发现，在精神分裂症患者大脑皮层神经组织中表达下调的miR-185，在患者血液中的表达水平只有正常对照人群的2/5，两者的表达趋势同样一致下调，而血液和脑脊液等体液中存在的miRNA与大脑皮层神经组织内存在的miRNA相关：血清中的miR-181b表达上调，大脑皮层中的miR-181b表达同样上调；血清中的miRNA-195 表达下调，大脑皮层神经组织中的 miR-195则同样下调。Gardiner E等[24]对精神分裂症患者血液中单核细胞进行研究后发现，有将近90个miRNA表达下调很显著。并通过进一步的对照试验研究，证实了血液中单核细胞中的miRNA可用作精神分裂症以及亚型的外周血生物标志物[25]。

3 miRNA与精神分裂症预后

由于精神分裂症患者miRNA 表达存在异常，很多学者尝试通过调控与精神分裂症预后相关的miRNA表达，来调节精神分裂致病基因的表达，为改善精神分裂症患者的预后开辟新的道路[26]。

3.1 miR-219与精神分裂症预后 miR-219 的过表达可以通过抑制谷氨酸能(NMDA)受体介导的钙离子内流，从而起到对NMDA 受体功能负性调控的作用[27]。而作为新型抗精神分裂症药物的作用靶点，NMDA 受体功能的阻断本身就能达到治疗精神分裂症、改善患者疾病预后的作用。

3.2 miR-195与精神分裂症预后 miR-195可以作为抗精神分裂症药物治疗的靶点之一。其原理是miR-195可以与γ-氨基丁酸 A受体α1、离子型NMDA受体1以及HTR2C等在精神分裂症发病过程中表达失调的基因相互作用，从而调节精神分裂症发病过程中的若干信号通路传递[28]。

3.3 miR-21与精神分裂症预后 Chen SD等[29]的研究结果显示,抗精神病药物治疗后患者血清miR-21表达降低。miR-21表达的变化与阳性症状，攻击症状的改善呈负相关。因此miR-21在抗精神病药物治疗精神分裂症患者症状改善中扮演重要角色，可以作为抗精神病药物治疗靶点，同时发现奥氮平治疗组miR-21表达比其他抗精神病药物治疗组降低，提示miR-21表达对奥氮平最敏感。

3.4 miR-181与精神分裂症预后 Song HT等[30]检测精神分裂症患者治疗前后(奥氮平、喹硫平、齐拉西酮、利培酮)9个microRNA (miR-30e、miR-34a、mir-181b、mir-195、mir-346、mir-432、miR-7、mir-13、mir-212)表达水平，并且使用阳性和阴性综合征量表(PANSS)测量症状改善。结果显示与正常对照组相比，患者组mir-181b、miR-30e、miR-34a、miR-7的表达水平提高，患者组与治疗组相比，症状评分降低，mir-181b的表达水平治疗后下降。mir-181b表达的变化和阴性症状和缺失症状的改善呈正相关，故得出结论mir-181b、miR-30e、miR-34a、miR-7可能参与精神分裂症发病机理，mir-181b的表达下调预测治疗的阴性症状改善，可以作为抗精神病药物反应潜在的分子标记。

3.5 miRNA 的表达水平变化与精神分裂症预后 miRNA 的表达水平变化与精神分裂症预后息息相关。研究表明，miRNA-365 及miRNA-520c-3p 表达下调[31]、miRNA-199a、 miRNA-128a 和 miRNA-128b 上调[32]与精神分裂症病情好转、预后改善密切相关。对接受利培酮治疗1年，病情好转的患者进行对照研究后发现，miRNA-365 及miRNA-520c-3p 表达水平明显下调。而对使用氟哌啶醇治疗后病情好转的患者进行相关研究后结果表明，miRNA-199a、 miRNA- 128a 和 miRNA-128b 表达水平上调。

3.6 调节miRNA可改善精神分裂症预后 在精神分裂症患者中，由于miRNA多表现为表达下调。使用人工合成的能增强内源性miRNA生物活性以及生物功能的miRNA激动剂，可通过上调这些表达下调的miRNA 的表达，从而纠正因这些miRNA下调而产生的效应，起到改善精神分裂症预后、治疗疾病的作用。目前常用的miRNA激动剂包括：miRNA agomir 、miRNA mimics。其中miRNA agomir是通过过特殊的化学修饰的miRNA激动剂，它通过模拟内源性miRNA来调节靶miRNA 表达。miRNA mimics 则是化学合成而成，它是通过增强内源性miRNA 功能来起作用的。

对于在精神分裂症患者中，表现为表达上调的miRNA则可使用miRNA抑制物来纠正因这些miRNA上调而产生的效应，起到改善精神分裂症预后，治疗疾病的作用。比如，与精神分裂症发病相关的miRNA-504可以使多巴胺D1受体的表达增加。使用miRNA-504抑制剂后，多巴胺D1受体的表达则大幅减少。在脑室内注入 miRNA-155 和 miRNA-802抑制物则可调节大鼠大脑组织的与精神分裂症相关的转录因子、蛋白质(MECP2 、CREB)的表达[33]。

3.7 miRNA 基因多态性与精神分裂症预后 研究表明，编码miRNA 的基因多态性可以通过影响患者对精神分裂症治疗药物的反应，起到影响精神分裂症预后的作用。另外，药物遗传学有关研究表明，甲基化的miRNA和DNA等表观遗传分子的调节作用对于个体的药物反应作用重要[34]。例如，miRNA 可以调节药物代谢过程中的药物代谢酶以及药物转运蛋白的活性以及表达[35]。

总之，大量的研究结论表明，在精神分裂症患者的神经组织、脑脊液甚至血液中、外周血单核细胞内，皆存在大量与精神分裂症患者发病与预后相关的miRNA。这些看不见的众多miRNA皆可通过对靶基因进行调控，无时无刻不在主导着精神分裂症患者的发病过程，决定着精神分裂症患者的临床表现，影响着精神分裂症患者疾病预后。这为进一步研究精神分裂症的基因学发病、诊断、治疗、预后，指明了道路、方向。