易正輝 方貽儒 禹順英

抑郁癥外周血白細胞基因差異表達研究進展

易正輝 方貽儒 禹順英

抑郁癥病因及發(fā)病機制尚未明確，可能是基因易感性和環(huán)境共同作用的結果。由于以往采用連鎖分析方法難以確定其主要致病基因及遺傳方式，因此近年來有關抑郁癥的分子遺傳學研究從原先在脫氧核糖核酸(DNA）水平上尋找與其有關的結構缺陷基因，發(fā)展到在核糖核酸(RNA）水平上檢測與之有關的表達異?；?。目前在抑郁癥的外周血細胞的基因表達上存在一些爭議，爭議的關鍵是外周血基因表達能否代表腦組織基因表達情況，國內(nèi)外已有相關文獻報道，雖然外周血白細胞表達未必能完全代表腦組織基因表達情況，但二者的基因表達很可能有平行現(xiàn)象，類似于腦組織的白細胞也表達激素、神經(jīng)遞質、生長因子和細胞因子等受體。因此有學者提出，外周淋巴細胞能反映腦組織的代謝情況，外周血淋巴細胞可作為研究精神疾病的神經(jīng)細胞遺傳學“探針”，加之對外周血進行研究不僅取材方便，對患者的身體損害輕微，而且便于重復，能進行動態(tài)觀察，為抑郁癥的病因學及發(fā)病機制研究提供了一個方向［1，2］。

1 單胺能神經(jīng)遞質系統(tǒng)相關基因

抑郁癥患者有5-羥色胺(5-HT）系統(tǒng)的功能異常。在5-羥色胺系統(tǒng)中，由于5-羥色胺轉運體(5-HTT）多分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的突觸前膜，在5-HT重攝入突觸前膜神經(jīng)元的過程中起重要作用，因此被認為與抑郁癥有關。5 -HTT可通過與帕羅西汀［(3）H］特異性結合而在外周淋巴細胞中被檢測到。Lima等［3］對29例抑郁癥患者及30名正常人進行了淋巴細胞5-HTT基因表達水平的檢測，發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者淋巴細胞5-HTT濃度較正常人減少，而且其減少與5-HTT基因mRNA水平下降及表達的細胞數(shù)減少有關。然而Iga等［4］用同樣的方法在15例抑郁癥及15名健康人中進行檢測，結果卻顯示抑郁癥患者5HTT基因mRNA水平明顯高于對照組，經(jīng)帕羅西汀治療8周后下降，因此該研究認為抑郁癥患者5-HTT基因表達水平與抑郁癥是否處于發(fā)病狀態(tài)及抗抑郁藥治療是否有效有關。

抑郁癥患者還可能存在有多巴胺(DA）系統(tǒng)異常，因此DA受體也成為抑郁癥研究的一個方向。Rocc等［5］對12例抑郁癥患者予以帕羅西汀治療8周，并選用10名健康人作為對照組，檢測研究對象的外周血單核細胞DA D4受體(D4DR）基因mRNA表達情況。與對照組比較，未治療的抑郁癥患者D4DR基因mRNA表達明顯減少，治療后恢復至對照組水平。外周血單核細胞D4DR基因mRNA表達水平可作為抑郁癥中樞多巴胺系統(tǒng)功能的一個外周標志。

2 糖皮質激素受體基因

抑郁癥發(fā)病可能與下丘腦-垂體-腎上腺皮質(HPA）軸功能異常有關。抑郁癥患者處于應激時HPA軸功能異常，而糖皮質激素受體(GR）在HPA軸負反饋中發(fā)揮重要作用。MatSubara等［6］對抑郁癥患者(18例抑郁發(fā)作，38例緩解）、雙相障礙患者(13例抑郁發(fā)作，35例緩解）、31名正常人及17例抑郁癥患者一級親屬、15例雙相障礙患者一級親屬進行了外周血GR mRNA檢測。與正常對照組比較，GR-α mRNA在雙相障礙患者及抑郁癥患者中無論是發(fā)病期還是緩解期均表達下降，在雙相障礙患者的一級親屬中也有表達的下降，但GR-β mRNA表達則無差異。GR-α mRNA表達改變與心境障礙有關，與患者疾病素質有關，與是否處于疾病發(fā)作期無關。

抗抑郁藥也可能會引起GR基因表達的改變。Gebhardt等［7］對抗抑郁藥(去甲丙咪嗪，丙咪嗪，馬普替林和米氮平）及皮質類固醇激素是否會導致人類U-937單核細胞基因表達改變進行了研究，以了解抗抑郁藥和皮質類固醇激素對GR、鹽皮質激素受體(MR）和信號相關通路(p105，STAT3，c -jun，c-foS，JNK1，GAPDH，TNF-α基因表達的影響。與對照組相比，丙咪嗪治療后患者的GR-β表達明顯下降，去甲丙咪嗪治療后c-jun表達下降，皮質類固醇激素治療后GR-α/β、TNF-α、p105和c-jun基因的表達均下降；與皮質類固醇激素治療相比，丙咪嗪治療后JNK1表達明顯上升，所有抗抑郁藥治療后GR-α表達顯著上升?？挂钟羲幠芗m正抑郁癥內(nèi)分泌及信號相關因子的異常改變，而GR在此過程中起重要作用。

3 細胞因子相關基因

近幾年來，抑郁癥發(fā)病機制的研究熱點逐漸由神經(jīng)遞質和神經(jīng)內(nèi)分泌激素轉向對細胞因子的關注。TSao等［8］為了解細胞因子及5-HTT基因表達改變是否是抑郁癥的外周生物學標志，選擇了20例抑郁癥及22名正常人作為研究對象，其中8位抑郁癥患者予氟西汀治療3月，檢測其外周血白細胞細胞因子和5-HTT基因表達情況。白介素-1，白介素-6，干擾素γ(IFN γ）及腫瘤壞死因子α(TNF α）和5-HTT在抑郁癥中表達高于對照組，IFN γ和5-HTT治療后表達下降，二者之間有相關性。該研究證實了前炎癥細胞因子與5-HTT在抑郁癥的發(fā)病中起重要作用，其表達水平受5-HTT抑制劑的影響。

4 神經(jīng)可塑性相關基因

神經(jīng)可塑性與神經(jīng)營養(yǎng)因子關系密切，越來越多的證據(jù)表明神經(jīng)營養(yǎng)因子表達異常與抑郁癥有關。OtSuki等［9］選擇了抑郁癥和雙相障礙患者，對其處于抑郁發(fā)作及緩解期時的外周血細胞進行了神經(jīng)營養(yǎng)因子相關基因mRNAS的表達研究。處于發(fā)作期的抑郁癥患者神經(jīng)膠質細胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(GDNF）和神經(jīng)營養(yǎng)因子-3(NT-3）基因表達明顯減少，但緩解期恢復正常，雙相障礙患者則無論是抑郁發(fā)作還是緩解期均無改變，提示GDNF和NT-3表達改變與抑郁癥的發(fā)病狀態(tài)有關。

血管內(nèi)皮生長因子(VEGF）也與神經(jīng)可塑性有關，參與神經(jīng)元的存活、神經(jīng)保護、再生、生長、分化及軸突向外生長，因此該因子異常也被認為是抑郁癥的發(fā)病機制之一。Iga等［10］對32例抑郁癥及相匹配的健康對照進行了VEGF基因的表達研究，發(fā)現(xiàn)該基因在未治療的抑郁癥患者外周血中表達明顯高于對照組，藥物治療后表達下降，其表達下降程度與抗抑郁藥治療8周的療效存在相關。

抑郁癥患者外周血淋巴細胞神經(jīng)可塑性基因表達改變還可能與抗抑郁藥治療有關。Kálmán等［11］對老年抑郁癥患者予以文拉法辛治療，治療前后進行外周血淋巴細胞基因表達芯片檢測，發(fā)現(xiàn)藥物治療后有57個基因表達明顯改變，其中31個上調，26個下調，這些基因主要與突觸小泡運輸系統(tǒng)、DNA修復、染色質修飾、蛋白修飾、細胞骨架、信號轉導以及神經(jīng)可塑性等有關，該研究從另一個角度說明了抑郁癥患者存在外周血淋巴細胞神經(jīng)可塑性基因表達的改變?？挂钟糁委熗ǔ?shù)周后發(fā)揮治療效果，這種延后反應同樣被認為與神經(jīng)可塑性有關，其可能通過介導結合各自細胞內(nèi)信號轉導通路受體而發(fā)揮作用。磷酸化的環(huán)腺苷酸效應元件結合蛋白(CREB）是cAMP信號通路的下游靶點，有研究對抑郁癥患者抗抑郁藥治療前后外周血淋巴細胞CREB mRNA水平進行檢測，未發(fā)現(xiàn)經(jīng)治療的抑郁癥患者與健康對照組之間存在差異，但藥物治療8周后，該基因表達水平顯著下降，其下降水平與抗抑郁藥的類型及療效無關［12］。然而Iga等［13］的研究結果卻不一致，該研究選擇了25例抑郁癥患者及25名健康對照作為研究對象，對其中20例患者給予帕羅西汀治療8周，發(fā)現(xiàn)未服藥抑郁癥患者外周血白細胞CREB mRNA表達水平明顯高于對照，帕羅西汀治療后下降，二者之間存在相關。

5 與應激相關基因

與應激相關基因是指與編碼應激相關的激素、神經(jīng)遞質、細胞因子、生長因子、受體、信號轉導分子、轉錄因子、熱休克蛋白及代謝酶等的基因。抑郁癥是與應激相關的疾病，心理應激能刺激HPA軸、植物神經(jīng)系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)，導致這些系統(tǒng)相互作用，而產(chǎn)生復雜的應激反應。因此抑郁癥不僅導致中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能失調，而且還導致神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)、自主神經(jīng)系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)功能失調，而循環(huán)系統(tǒng)外周白細胞會因這些系統(tǒng)功能的改變而受到影響［14］。為了更好的評估人體應激水平，Ohmori等［15］發(fā)明了一種專門檢測與應激相關基因表達的芯片，該芯片能檢測外周血白細胞1 467個與應激相關基因的表達情況。Ohmori及其同事對32例抑郁癥患者及相匹配的健康對照組用該芯片進行了檢測。與對照組相比，12個基因在所有抑郁癥患者中存在差異表達，這些基因可作為抑郁癥的外周生物學標志；另外還有幾十個基因在一半抑郁癥患者中存在差異表達，研究者將抑郁癥患者按有、無這些基因差異表達情況分為兩組，發(fā)現(xiàn)兩組患者在臨床癥狀表現(xiàn)及人口學上并未存在明顯差異，而且有些差異表達基因在治療后出現(xiàn)相反的差異表達，這些基因的差異表達并不同于健康人面對應激時的基因差異表達情況，可根據(jù)是否存在這些基因的差異表達，區(qū)分抑郁癥患者和健康人群。

6 結語

目前認為抑郁癥的發(fā)病機制主要包括有以下3種假說：傳統(tǒng)單胺類神經(jīng)遞質失衡假說、神經(jīng)可塑性受損假說及應激假說。而近年來應激假說在抑郁癥發(fā)病中的地位越來越受到重視，按照應激假說，抑郁癥是由于腦內(nèi)應激機制過度驅動所致，在這一理論中最重要的角色就是HPA軸。由于應激假說將抑郁癥的發(fā)病機制由腦內(nèi)轉向腦外，因此有關抑郁癥患者外周血基因差異表達研究更關注該假說，也已取得了一些進展，有一些陽性結果，如有關抑郁癥外周血應激芯片的建立等。但相對于腦組織的基因表達及動物模型的研究，有關抑郁癥外周血基因差異表達研究還是較少，而且相關的研究樣本量也較小，研究結果也缺乏可重復性。究其原因，首先在于外周血基因差異表達受外界因素如飲食、采血時間、身體狀況等的影響較大；其次，抑郁癥的病因機制非常復雜，其生物學異常涉及體內(nèi)多個系統(tǒng)，僅從某一方面進行研究往往不能得到對整體現(xiàn)象的圓滿解釋，也不能完整地闡明其發(fā)病機制，因此也不能得到好的陽性結果。因此今后有關抑郁癥的外周血基因差異表達研究應該有系統(tǒng)生物學的觀念，從整體出發(fā)，綜合考慮各個系統(tǒng)的變化，或許可以在外周找到抑郁癥特征性的生物學標志，為抑郁癥的發(fā)病、診斷及治療提供依據(jù)。

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2009-03-24）

(本文編輯：武春艷）

國家“十五”科技攻關計劃臨床醫(yī)學項目(2004BA720A21-02）；國家高技術研究發(fā)展863計劃(2006AA02Z430）；上海市“登山行動計劃”(064119533）

上海交通大學醫(yī)學院附屬精神衛(wèi)生中心 200030。通信作者：方貽儒，電子信箱yirufang@yahoo.com.cn