lncRNA BDNF-AS和BDNF在精神分裂症患者血清中的表达及意义*

王 璞 刘冠军 徐素霞

精神分裂症是一种复杂的慢性精神疾病，其不仅严重损害患者本人的社会功能，还给家庭和社会造成一定负担。精神分裂症病情多迁延，且易反复发作，治愈率极低[1]。遗传因素是精神分裂症最主要的病因，遗传物质的异常表达与精神分裂症的发病有明显关联[2，3]。长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是一类长度超过200个核苷酸的小分子非编码RNA，可在转录、转录后和表观遗传等多个方面调控基因的表达，与神经系统疾病、自身免疫性疾病、肿瘤等多种疾病的发生发展密切相关[4～6]。lncRNA在胚胎干细胞和脑发育中表达，参与神经发生、细胞分化和成熟、髓鞘形成以及突触可塑性等生理过程，与神经发育障碍性疾病密切相关[7]。精神分裂症常被认为是一种神经发育障碍性疾病，研究已表明，心肌梗死相关转录因子(MIAT)、无远端同源盒 6 反义 1(DLX6-AS1)等多个lncRNA参与精神分裂症发生发展[8,9]。脑源性神经营养因子(Brain-Derived Neurotrophic Factor，BDNF)反义RNA(BDNF-AS)是一种lncRNA，基因在其第5外显子位置与BDNF基因重叠，且有一段225 bp序列完全互补，与BDNF基因转录方向相反[10]。BDNF是一种具有防止神经元死亡功能的碱性蛋白，在大脑皮层、海马、下丘脑和小脑等中枢神经系统中广泛分布。研究显示，BDNF在精神分裂症患者血清中表达降低，与患者认知能力相关[11]。但目前，lncRNA BDNF-AS在精神分裂症患者血清中的表达情况还未知。本研究主要通过检测精神分裂症患者血清中lncRNA BDNF-AS和BDNF基因表达，分析了lncRNA BDNF-AS和BDNF基因表达的相关性及两者与精神分裂症严重程度和认知功能的关系，以期探讨lncRNA BDNF-AS和BDNF在精神分裂症中的作用。

1 对象与方法

1.1 对象 选取2016年4月～2018年5月于平顶山市精神病医院就诊的63例精神分裂症患者为研究对象(研究组)。精神分裂症患者符合国际疾病分类第10版(ICD-10)精神分裂症诊断标准[12]。纳入标准：(1)均为首次发病；(2)患者未服用抗精神病药物；(3)阳性和阴性综合征量表(PANSS)总分超过60分；(4)无其他神经类疾病。研究组男28例，女35例；平均年龄(53.21±6.28)岁；体质量指数(22.57±1.67)kg/m2；有吸烟史21例，无吸烟史42例。选取同时期60名健康体检者为对照组，其中男30名，女30名；平均年龄(55.37±6.54)岁；体质量指数(22.36±1.54)kg/m2；有吸烟史16名，无吸烟史44名。两组性别、年龄、体质量指数及吸烟史比较差异均无统计学意义(P>0.05)。本研究经医院伦理委员会批准同意，患者家属知情同意。

1.2 方法

1.2.1 血样采集 采集所有受试者清晨空腹静脉血5 ml，3 500 r/min离心10 min，保留上清，-25 ℃保存备用。

1.2.2 实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测血清lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表达水平 Trizol试剂提取血清中总RNA，微量核酸仪检测RNA的浓度和纯度。参照反转录试剂盒将RNA反转录为cDNA。以c DNA为模板，进行PCR扩增。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扩增程序：95 ℃10 min，95 ℃15 s，60 ℃30 s，72 ℃60 s，共进行35个循环。以GAPDH为内参，2-△△Ct法计算lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA的相对表达水平。

1.2.3 量表评定 采用PANSS评定精神分裂症患者精神症状，威斯康星卡片分类测验(WCST)评估患者认知功能，均有高年资主治医师于采血当日进行评估。

2 结果

2.1 两组血清中lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表达水平比较 研究组血清中lncRNA BDNF-AS表达水平高于对照组(P<0.05)，BDNF mRNA表达水平低于对照组(P<0.05)。见表1。

表1 两组血清中lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表达水平比较

2.2 研究组血清中lncRNA BDNF-AS与BDNF mRNA表达相关性分析 Pearson相关性分析结果显示，研究组血清中lncRNA BDNF-AS与BDNF mRNA表达水平呈负相关(r= -0.921，P<0.05)。见图1。

图1 血清中lncRNA BDNF-AS与BDNF mRNA表达相关性

2.3 研究组lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表达水平与PANSS相关性分析 研究组PANSS总分及阳性症状、阴性症状、一般精神病理症状、攻击危险性因子分分别为(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相关性分析结果显示，研究组血清中lncRNA BDNF-AS表达与PANSS攻击危险性因子呈正相关(P<0.05)，BDNF mRNA表达与PANSS阴性症状和攻击危险性因子均呈负相关(P<0.05)。见表2。

表2 研究组lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表达水平与PANSS相关性

2.4 研究组lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表达水平与WCST相关性分析 研究组WCST完成分类数、错误应答数、持续性错误数、非持续性错误数分别为(4.24±1.15)分、(68.65±11.39)分、(48.57±9.25)分、(16.41±4.57)分。Pearson相关性分析结果显示，研究组血清中lncRNA BDNF-AS表达与WCST错误应答数和非持续性错误数均呈正相关(P<0.05)，BDNF mRNA表达与WCST错误应答数和非持续性错误数均呈负相关(P<0.05)。见表3。

表3 研究组lncRNA BDNF-AS和BDNF mRNA表达水平与WCST相关性

3 讨论

精神分裂症具有发病率高、复发率高、病死率高及治愈率低等特点[13]，患者需长期服用抗精神病药物来缓解病情，但长期使用这些药物会导致心血管疾病死亡、心源性猝死，严重威胁生命健康。目前，精神分裂症的发病原因还未明确。遗传是精神分裂症最主要的因素，基因的异常表达在精神分裂症发生发展中起重要作用[14]。因此，探讨精神分裂症患者体内异常表达的基因，可为该疾病的诊断和治疗提供参考依据。

BDNF参与神经元存活、生长发育及分化，可防止神经元受损，改善神经元病理状态，是维持成熟神经中枢及周围神经系统神经元生存的必需物质[15]。本研究显示，精神分裂症患者血清中BDNF基因表达降低，与相关报道结果一致[16]，提示BDNF低表达可能对神经系统保护作用降低，继而诱发精神分裂症发生发展。lncRNA BDNF-AS是BDNF的反义RNA，其可调控BDNF表达。研究显示，抑制BDNF-AS表达可抑制急性脊髓损伤大鼠神经元细胞凋亡，为急性脊髓损伤治疗提供了潜在靶点[17]。目前，lncRNA BDNF-AS与精神分裂症发生发展的关系还未知。本研究显示，精神分裂症患者血清中lncRNA BDNF-AS表达水平高于健康体检者，提示lncRNA BDNF-AS也参与精神分裂症的发生发展。Guo DW等[18]研究显示，lncRNA BDNF-AS过表达通过负向调控BDNF表达抑制肝癌细胞增殖和侵袭，是肝癌治疗的潜在靶点。Zhao R等[19]研究显示，lncRNA BDNF-AS下调通过上调BDNF和血管内皮生长因子(VEGF)表达抑制新生小鼠心肌细胞凋亡，降低心肌损伤。本研究显示，精神分裂症患者血清中lncRNA BDNF-AS与BDNF mRNA表达水平呈负相关，提示lncRNA BDNF-AS表达升高可能通过降低BDNF表达水平来减弱BDNF对神经系统的保护作用。

精神分裂症患者表现出一定程度的阳性症状、阴性症状及认知功能损伤。PANSS评分可用于评价精神分裂症症状严重程度。本研究显示，精神分裂症患者血清中lncRNA BDNF-AS表达与PANSS攻击危险性呈正相关，BDNF基因表达与PANSS阴性症状和攻击危险性均呈负相关，提示lncRNA BDNF-AS表达升高及BDNF基因表达降低可能加重精神分裂症疾病严重程度，增加患者的攻击危险性。WCST是神经心理相关测试，能够检测人的抽象思维能力，有效评估患者执行能力。本研究显示，精神分裂症患者血清中lncRNA BDNF-AS表达与WCST错误应答数和非持续性错误数均呈正相关，BDNF基因表达与错误应答数和非持续性错误数均呈负相关，提示lncRNA BDNF-AS表达升高及BDNF基因表达降低可能增加患者的错误应答数和非持续性错误数，导致患者抽象思维能力及执行能力降低。

综上所述，lncRNA BDNF-AS在精神分裂症患者血清中表达升高，BDNF基因表达降低，两者呈负相关，lncRNA BDNF-AS可能通过下调BDNF基因表达降低对患者的神经保护，在精神分裂症发生发展中起重要作用。血清lncRNA BDNF-AS和BDNF基因表达变化可能为精神分裂症诊断和治疗提供一定的参考。