中药治疗抑郁症的miRNA机制研究进展▲

李 玲 武尚志 施学丽

(广西中医药大学1 研究生学院， 2 壮医药学院，南宁市 530220，电子邮箱：1101291944@qq.com)

【提要】 抑郁症是一种常见的心境障碍，其发病率逐年上升。近年来，诸多研究表明miRNA表达失调与抑郁症的发病和治疗机制关系密切。中药及中药复方可靶向调节miRNA的表达，在抑郁症的机制研究和临床治疗中具有广阔的应用前景。因此，本文就中药治疗抑郁症的miRNA机制研究进行综述，以期为抑郁症的防治提供更多的思路。

抑郁症是心境障碍的常见类型，临床常表现为兴趣减退或丧失、快感缺乏、食欲不振、体重减轻、睡眠障碍等，在情绪、认知、人际关系等方面出现不同程度的损害，病程常迁延不愈、反复发作。由于新型冠状病毒肺炎的大流行，2020年全球增加了约0.53亿的抑郁症患者[1]。预计在2030年，抑郁症将成为全世界疾病负担的主要原因之一[2]。目前，抑郁症的临床治疗以选择性5-羟色胺再摄取抑制剂、单胺氧化酶A抑制剂等药物治疗为主。这些药物可通过调节单胺类神经递质含量而发挥抗抑郁作用，但存在起效时间长、不良反应多等缺点，导致抑郁症患者的临床依从性和临床治愈率降低、疾病复发率增加[3]。研究表明，中药所含的生物碱、苷类、挥发油、氨基酸、多糖等活性成分可调节体内5-羟色胺、多巴胺、脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)的含量，影响神经再生、神经可塑性、神经炎症等抑郁症相关病理过程，在抑郁症的临床治疗和药物研发中具有重要作用[4-5]。miRNA与抑郁症及其他心境障碍疾病关系密切，其在抑郁症患者体内表达水平异常[6-8]。miRNA作为调控单个基因或基因网络的重要介质，可参与抑郁症发病相关的多条生物途径，被认为是抑郁症的潜在生物靶点[9-10]。研究发现，中药可影响miRNA表达而发挥抗抑郁作用。中药可多靶点、多层次地治疗抑郁症，而miRNA可多靶点、多环节地参与抑郁症的病理过程，若能寻找出中药抗抑郁作用的miRNA机制，发挥中药在抑郁症治疗的独特优势，或可为抑郁症的防治提供新思路。

1 miRNA的概述

miRNA是一类高度保守的、长度约为22 nt的非编码小RNA，广泛存在于哺乳动物脑组织[9-10]。研究显示，miRNA调控着体内超过1/3的编码基因及信号通路的表达，正向或负向地调节翻译抑制和激活、转录切割和增强等过程，影响次级小干扰RNA的形成，在机体内环境形成了一个复杂的miRNA-mRNA网络，调控认知、记忆、情绪等多条生物途径而影响抑郁障碍的发病和进展[11-14]。miRNA是调节大脑发育的重要物质，参与神经发生、分化、迁移、存活和细胞凋亡等过程，调控着神经发生、神经再生和突触形成等过程，并调节神经传导信号[15-16]。研究发现，多个miRNA在抑郁症及其他心境障碍患者血清或者脑组织中表达异常[17-18]。大脑中miRNA或可通过血脑屏障进入外周循环，故外周循环中miRNA的表达情况在一定程度上能够反映大脑中miRNA的表达趋势。Wan等[19]在抑郁症患者脑脊液及外周血液中发现miR-34a-5p、miR-221-3p的表达水平显著增加，miR-451a的表达水平显著降低。荣晗[20]的研究表明，慢性不可预知温和应激(chronic unpredictable mild stress，CUMS)大鼠的血浆及大脑海马中miR-34a的表达水平显著增加，而抗抑郁药物可降低这些区域的miR-34a表达水平，并可促进大鼠海马神经元的再生，起到抗抑郁作用。压力或者应激会导致大鼠或小鼠体内miRNA表达异常，引起多条与抑郁症相关的信号通路表达障碍，并影响miRNA-mRNA调节网络，抗抑郁药物可恢复miRNA-mRNA的表达从而起到抗抑郁效果[20-21]。申梦朦[22]研究发现，应激所致抑郁症的小鼠杏仁核区有111个差异表达的miRNA，且与132个差异表达的mRNA之间可能存在靶向调控关系；通过生物信息技术分析发现miR-34a-5p作为小鼠脑内表达异常的miRNA之一，可以负向调控嘌呤受体P2Y2和神经相关肽受体，从而参与抑郁症的发生。miR-34a-5p是miR-34家族成员之一，在成熟的神经元中含量丰富，可调控神经干细胞的增殖和分化、神经元的成熟和凋亡等，影响脑发育和功能，与抑郁症等精神疾病关系密切[23-24]。因此，越来越多的研究者提出miRNA异常表达是抑郁症发生的重要病理机制，其或可成为诊断抑郁症的生物标记物。

2 中药通过调节miRNA治疗抑郁症的研究进展

中药所含有的醇类、黄酮、生物碱等活性成分具有抗抑郁功效。目前已从柴胡、人参、酸枣仁、栀子、大黄、远志、合欢花等中药中提取出65种中药活性成分，它们可通过单独或协同改善神经生化、能量代谢、机体内环境等方面的异常，发挥抗抑郁作用[25]。临床研究也表明，中药治疗抑郁症患者具有良好效果，可有效地减少药物副作用，因而中药在抑郁症治疗中具有良好的前景[26]。近年来，一些学者指出miRNA可作为中药治疗抑郁症的作用靶点，恢复机体在应激、神经发生、神经可塑性等方面的调节能力，从而改善抑郁症状。

2.1 中药通过调节miRNA影响机体应激反应 研究发现，miRNA在不同类型压力下均表现出对外界应激的应答，并且能调节机体应激反应。例如，动物实验表明，母婴分离[27]、CUMS[28]、慢性社会挫败应激[29]等可引起大鼠前额皮质、海马和杏仁核等区域中miR-124-3p、miR-16-5p、miR-34a-5p和miR-214-3p等表达异常，这些miRNA可参与调节多条抑郁症相关信号通路及生物因子的表达，形成一个复杂的miRNA-靶基因网络。压力或应激会影响体内miRNA表达的稳定性，引起机体蛋白或神经递质的含量改变和功能障碍，形成应激-miRNA-mRNA环路，导致抑郁症的发生，一些中药及其复方可通过调节miRNA的表达而发挥抗抑郁作用。例如，陈超[30]研究发现，未经治疗的抑郁症患者血清中有112个miRNA表达异常，经参志苓片(开心散方)治疗后患者血清中有46个miRNA的表达水平有所恢复；生物信息技术分析结果显示，抑郁症患者血清中miR-1281的表达水平为正常人的4倍，而经参志苓治疗后其血清中miR-1281表达显著下调，由此认为miR-1281或可作为评估参志苓治疗抑郁症效果的标志物。研究发现，柴胡疏肝散是常用的抗抑郁方剂，组方中的药物均具有抗抑郁作用[31]；曹美群等[32]研究发现慢性应激大鼠海马中miR-298、miR-130b等9个miRNA的表达水平下调，而miR-7a、miR-212等5个miRNA的表达水平上调，柴胡疏肝散可恢复miR-125a、miR-182的表达水平，改善抑郁症模型大鼠的昼夜节律紊乱和抑郁症状。

2.2 中药通过调节miRNA改善神经元可塑性 研究结果显示，抑郁症患者的海马、杏仁核、前额叶皮质等区域因神经元凋亡、神经发生减少而出现体积变小，从而引起不同程度的认知和情绪障碍，而药物可促进这些区域的神经元生成而达到治疗作用，因此神经元可塑性降低被认为是抑郁症发生的重要机制。BDNF是大脑中主要的神经营养因子，在神经分化、再生和可塑性中起着关键作用。一些学者指出，miRNA可直接与BDNF的3′-端非编码区结合，调节BDNF并参与神经元可塑性。例如，miR-134可促进环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(cyclic 3′，5′-adenosinemono phosphate response element binding protein，CREB)/BDNF信号通路、BDNF/络氨酸激酶受体B(tyrosine kinase receptor B，TrkB)/CREB信号通路的表达，改善大鼠抑郁行为，减轻神经元损伤[33-34]。Fan等[35]的研究结果显示，人参皂甙Rg1可下调miR-134表达水平，增加Lim域激酶1/丝切蛋白信号通路相关蛋白的含量及磷酸化水平，而miR-134可介导与抑郁症相关的神经元的结构可塑性。miRNA是神经元可塑性的关键调节剂，它们与多种mRNA存在调节关系，共同影响大脑功能、神经可塑性相关基因及信号通路的表达[36]。慢性压力会损伤神经元，抑制神经发生，导致脑内神经回路破坏，而抑郁症患者大脑海马体积变小与神经元丢失、再生减少密切相关[37]。在啮齿类动物中，miRNA通过控制神经发生来调节神经可塑性，如miR-10家族、miR-34家族、miR-9家族和miR-124均可调节神经可塑性相关信号通路及相关基因的表达[38-40]。miR-34家族在大脑中广泛表达，在神经元分化、机体急性应激适应及神经可塑性等方面具有重要作用，且与精神疾病关系密切[18，23]。

Zhan等[41]研究发现，小檗碱可调节miR-34b-5p和 miR-470-5p的表达进而靶向调节BDNF的表达，促进海马神经元生长，从而减轻CUMS小鼠的抑郁行为。miR-124是成人大脑中含量丰富的miRNA之一，在中枢神经系统中特异性表达，参与神经发生、促进中枢系统神经元再生，并可调节神经可塑性、小胶质细胞的活化及神经炎症，在抑郁症的发病中发挥一定作用[42-43]。应激可引起海马miR-124表达异常，导致机体神经发生减少，而中药可通过靶向调节miR-124来影响神经发生，提高神经元可塑性。四逆散是有效、安全的抗抑郁方剂，该方对功能性消化不良伴抑郁、产后抑郁、中风后抑郁等不同类型的抑郁症均具有良好功效，其可能通过调节神经递质含量、保护神经元等机制发挥抗抑郁作用[44]。黄云玲[45]研究发现，CUMS大鼠海马中miR-124-3p表达呈动态变化，在造模后第5～6周大鼠海马中miR-124-3p表达水平升高且伴有明显的抑郁行为，而造模后第7～8周大鼠海马中miR-124-3p表达水平显著降低，并伴随着海马神经元生成障碍；而加味四逆散可抑制上述现象，促进神经发生，减少大鼠抑郁行为。罗武龙等[46]研究发现，加味四逆散可显著增加CUMS大鼠海马中miR-124的表达水平，降低羧基端小结构域磷酸酶1(small carboxy-terminal domain phosphatase 1，SCP1)和RE1-沉默转录因子(RE1-silencing transcription factor，REST)蛋白的表达水平，从而改善抑郁行为，其作用机制可能与通过REST-SCP1环路调控miR-124表达水平，继而促进大鼠海马神经发生有关。此外，柴胡疏肝散具有一定的抗抑郁作用，可下调miR-124表达[31-32]。范大华等[47]报告，海马神经元细胞中miR-124的表达增加可抑制CREB磷酸化水平，降低BDNF的表达水平，而柴胡疏肝散含药血清可抑制海马神经元中miR-124的表达,促进CREB磷酸化，从而影响海马神经元可塑性。冯毅菲等[48]的研究结果显示，柴胡疏肝散或可作用于miR-124，从而调控下游相关蛋白及信号通路的表达，影响神经元发育、增殖和分化等过程。

2.3 中药通过调节miRNA影响突触可塑性 突触是神经连接的功能单位突触可塑性，与学习、记忆等的形成密切相关。慢性应激可导致杏仁核、海马、前扣带回等区域的体积和突触发生改变，出现快感缺乏行为和焦虑情绪等[49-50]。miRNA可调节突触可塑性及其基本过程，从而改善认知障碍，这对抑郁症的机制研究具有重要意义[51-52]。Yoshino等[53]研究发现，重度抑郁症患者大脑背外侧前额叶皮层区域内的突触体大量表达miRNA，因此他们推测重度抑郁症患者大脑中miRNA的表达在突触局部受到抑制，这对突触的形态和功能调节具有重要意义。Li等[54]发现抑郁症大鼠海马齿状回中的miR-26a-3p表达下调可抑制微型和自发的兴奋性突触后电流(即海马微电路中齿状回锥体神经元的突触传递)，导致树突棘显著减少，出现神经元损伤、细胞凋亡。Shen等[55]研究发现miR-134可靶向作用于沉默信息调节因子1从而减轻认知功能障碍，并可通过调控CUMS大鼠海马突触蛋白如BDNF、突触素和突触后密度蛋白95等，来影响树突的结构，提高突触可塑性，从而改善认知功能障碍。柴胡疏肝散可提高CUMS大鼠海马突触后密度蛋白95和谷氨酸受体亚单位蛋白的表达水平，从而提高突触可塑性[56]。Liu等[57]发现柴胡疏肝散可下调miR-124表达，解除miR-124对促分裂原活化蛋白激酶14和谷氨酸受体亚基3信号通路的抑制作用，增加这两个蛋白的表达水平，促进海马突触形成，从而发挥抗抑郁作用。

2.4 中药通过调节miRNA影响炎症反应 心理应激可致小神经胶质细胞功能异常，增加促炎细胞因子释放。此外，应激还会通过miRNA介导神经炎症反应，以及直接调节神经炎性因子的表达，来影响小胶质细胞的活化，从而促进抑郁症的发生。Lou等[58]研究发现CUMS小鼠海马中miR-124可通过靶向作用信号转导子和转录激活因子3来调节小胶质细胞的活性，进而改善CUMS小鼠的抑郁样行为。Liu等[59]发现，miR-146a 可通过抑制小胶质细胞的激活和神经炎症因子的表达来改善抑郁模型小鼠的抑郁行为。Brás等[60]的研究表明，成年应激雄性大鼠海马中miR-342的表达上调，miR-342的表达水平与肿瘤坏死因子α表达、小胶质细胞激活和被动应对反应呈正相关，其可作为驱动肿瘤坏死因子α激活小胶质细胞的重要介质，由此认为miR-342可作为炎症相关抑郁症的潜在治疗靶点。此外，miR-497[61]、miR-532-5p[62]、miR-142-3p[63]等均可激活小胶质细胞，影响神经炎症因子的表达。

中药能够调节miRNA及炎症因子而达到抗抑郁的效果，如白藜芦醇可调节miRNA表达进而调节炎症反应[64]。白藜芦醇是中药决明子、虎杖、何首乌、毛藜芦所含的天然多酚类化合物，其可上调CREB和BDNF的表达来改善CUMS大鼠的抑郁样行为和认知功能障碍，从抗炎、抗氧化应激等层面发挥抗抑郁作用[65-66]。Shen等[67]的研究表明，白藜芦醇可激活CUMS大鼠海马中沉默信息调节因子1/miR-134途径，降低miR-134表达水平，增强CUMS大鼠海马中BDNF的表达水平，从而改善大鼠的抑郁样行为及认知障碍。孙晓花等[68]发现白藜芦醇可下调抑郁模型小鼠的miR-155表达水平，抑制中枢神经炎症因子(如细胞因子信号传导抑制分子1、吲哚胺二氧化酶和肿瘤坏死因子-α)的表达，从而发挥抗抑郁功效。柴胡是常用的抗抑郁中药，其所含有的柴胡皂苷可调节神经活性，可提高叉头框家族转录因子1的磷酸化水平，抑制Toll样受体4的激活，从而抑制抑郁模型大鼠海马中炎症因子的表达，进而发挥抗抑郁作用。Chao等[69]研究发现，柴胡皂苷D可降低大鼠海马中细胞核因子κB、miR-155的表达水平，并增加成纤维细胞样生长因子2的表达水平，缓解大鼠的抑郁行为。Jia等[70]发现柴胡舒肝散可上调CUMS大鼠肝脏和前额叶皮层中miR-155的表达水平，抑制Toll样受体4/骨髓分化因子88/细胞核因子κB 通路和核苷酸结合寡聚体化结构域样受体蛋白3炎性体的激活，抑制肝脏和前额皮质炎症反应，从而改善大鼠的抑郁样行为。

2.5 中药通过调节miRNA影响5-羟色胺系统 5-羟色胺是选择性5-羟色胺再摄取抑制剂的作用靶点，5-羟色胺及其受体一直是抑郁症发病机制研究的重点。研究表明，抑郁症的发生不仅与5-羟色胺相关，还与5-羟色胺受体有关，抑郁症患者脑内5-羟色胺受体的数量及敏感性少于/低于健康人群。研究结果显示，5-羟色胺至少有7种类型的受体，其中5-羟色胺1A、5-羟色胺2C、5-羟色胺7的受体与抑郁症的发生均有密切关系[71]。随着对miRNA研究的深入，研究者发现miRNA可调节5-羟色胺及其受体的表达，从而影响抑郁症的发生与发展。Zurawek等[72]研究发现，复原的CUMS大鼠海马中miR-18a-5p表达水平降低，同时海马背侧部分5-羟色胺1A受体数量显著增加，而上调miR-18a-5p表达后5-羟色胺1A受体mRNA的表达水平降低。Lo Iacono等[73]发现氟西汀治疗可通过改变抑郁模型小鼠大脑中miR-34a表达来提高5-羟色胺2C受体活性，从而发挥抗抑郁功效。Volpicelli等[74]研究发现，miR-29a可作为5-羟色胺7R受体mRNA的转录后调节因子，miR-29a表达上调可降低5-羟色胺7受体的表达水平，下调细胞外信号调节激酶通路的表达，并可影响5-羟色胺7受体神经元的伸长和重塑。

中药可通过调节miRNA的表达来影响5-羟色胺相关生物过程，从而发挥抗抑郁功效。朱维煜等[75]研究发现，定志小丸可上调miR-16表达水平，解除miR-16对靶基因5-羟色胺转运体的抑制作用，进而抑制5-羟色胺的重摄取过程，增加脑内和突触间隙5-羟色胺的含量而发挥抗抑郁作用。

3 小 结

诸多研究表明，miRNA可参与应激、神经元可塑性、突触可塑性、神经炎症等生物途径，其通过调节上述途径中的多条信号通路和基因的表达，并形成了复杂的miRNA-mRNA调控网络参与抑郁症的发生，而中药可调节miRNA的表达水平从而影响抑郁症的病理过程，改善抑郁行为和症状。本文就中药抗抑郁症的miRNA机制研究提出一些建议：首先，由于miRNA的种类和数量庞大，且其调控的下游基因网络十分复杂，同时中药及其复方含有的多种成分可多靶点、多层次地作用于抑郁症发病机制，今后可在此方面予以关注。其次，由于目前的研究多以动物实验为主，且纳入研究的中药较少，未来需要将更多的中药纳入动物实验和临床试验，以明确中药靶向调节miRNA及其调控信号通路的具体机制，为中药治疗抑郁症提供科学依据。