精神分裂癥(schizophrenia，SZ) 是臨床上常見的一種嚴重的精神障礙性疾病，主要臨床表現(xiàn)包括情感、思維、意志、行為等障礙，以及精神活動的不協(xié)調(diào)性[1]。據(jù)統(tǒng)計，在世界范圍內(nèi)，精神分裂癥的年發(fā)病率約為0.015%，而且在發(fā)病方面仍呈現(xiàn)逐年遞增的態(tài)勢。目前，該病的確切發(fā)病原因尚未明確，而在診斷方面則主要參照臨床表現(xiàn)，故往往會誤診、漏診[2]。關(guān)于精神分裂癥發(fā)病機制和預后評估，是當前精神分裂癥基礎(chǔ)研究和臨床診療過程中較為棘手的難題。微小RNA (microRNA，miRNA)是一類非蛋白編碼RNA(nonprotein coding RNA, ncRNA)，其功能是精確調(diào)節(jié)神經(jīng)元及其他細胞的發(fā)育、分化、增殖、凋亡，以及參與免疫調(diào)控、神經(jīng)元可塑性及信號傳導過程中mRNA轉(zhuǎn)錄后處理。愈來愈多證據(jù)表明miRNA與精神分裂癥的發(fā)生及預后評估密切相關(guān)，故本文對相關(guān)內(nèi)容進行詳細介紹。

1 微小RNA

微小RNA (miRNA)長度一般為19～25nt，是廣泛存在于真核生物之中的一種內(nèi)源性非編碼小RNA。研究表明，miRNA參與了一半以上的蛋白質(zhì)編碼基因[3]。在人類的神經(jīng)系統(tǒng)中，miRNA有著極其豐富的表達[4]。由于在精神分裂癥患者的血液以及腦脊液中，皆可檢測出miRNA的差異性表達，很多學者已經(jīng)認為miRNA可以作為臨床上診斷精神分裂癥的一種非侵襲性生物學標志物[5]。近年來，關(guān)于miRNA與精神分裂癥發(fā)病及預后的關(guān)系，國內(nèi)外學者進行了較深入廣泛的研究。

2 miRNA與精神分裂癥發(fā)病

2.1 神經(jīng)系統(tǒng)中miRNA與精神分裂癥發(fā)病的相關(guān)性 神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛存在著miRNA。據(jù)文獻報道，在人類神經(jīng)系統(tǒng)表達了大約70% miRNA[6]。這些廣泛存在于神經(jīng)系統(tǒng)的miRNA，與人類各種神經(jīng)元的分化、增殖，神經(jīng)遞質(zhì)的正常釋放，神經(jīng)突觸的形成，各項神經(jīng)功能包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)高級神經(jīng)功能的正常維系，皆密切相關(guān)[7]。通過逆轉(zhuǎn)錄定量聚合酶鏈式反應(yīng)(qRT-PCR)和微陣列篩選技術(shù)，許多學者證實了在精神分裂癥患者的大腦皮層組織中廣泛存在種類多樣的miRNA的差異表達[8]。比如，在精神分裂癥患者大腦額葉皮層區(qū)內(nèi)有近30個miRNA差異表達；在第8 號染色體上存在7個以上的miRNA，如果這個染色體區(qū)域如發(fā)生輕微變化即可能出現(xiàn)精神分裂癥等精神疾病發(fā)病。這些miRNA的差異表達以及發(fā)生變化，經(jīng)多項研究已經(jīng)被證實與精神分裂癥發(fā)病相關(guān)。

2.2 miR-30b與精神分裂癥發(fā)病的相關(guān)性 Mellios N等[9]對不同性別的精神分裂癥患者大腦前額葉皮層研究后發(fā)現(xiàn)，雌激素對miR-30b具有調(diào)控作用。其中，女性精神分裂癥患者miR-30b表達減少，而在男性精神分裂癥患者患者中，miR-30b表達變化并不顯著。這顯示在精神分裂癥患者中，部分miRNA的表達有一定的性別差異。

2.3 miR-107與精神分裂癥發(fā)病的相關(guān)性 在對精神分裂癥患者的大腦顳上回皮層灰質(zhì)進行研究之后，Scarr E等[10]發(fā)現(xiàn)，調(diào)控膽堿能受體1(CHRM1)表達的miR-107表現(xiàn)為上調(diào)，而CHRM1的表達則與精神分裂癥發(fā)病相關(guān)。Wong J等[11]對精神分裂癥患者額前葉皮層研究后發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)細胞 PAS 域蛋白質(zhì) 3( NPAS3) 表達減少，而miR-107 表達則上調(diào)，并推斷miR-107系通過負調(diào)控NPAS3起到影響精神分裂癥發(fā)病的作用。

2.4 miR-132與精神分裂癥發(fā)病的相關(guān)性 Miller BH等[12]對精神分裂癥患者的大腦前額葉皮層進行研究后發(fā)現(xiàn)，在這個區(qū)域，有近30個miR-132的靶基因表達上調(diào)。在這些表達上調(diào)的靶基因中，包括了DNA 甲基化轉(zhuǎn)移酶 3a、天門冬氨酸、二氫嘧啶酶樣蛋白3 等眾多的早已被證實與精神分裂癥發(fā)病顯著相關(guān)的靶基因[13]。

2.5 miR-137與精神分裂癥發(fā)病的相關(guān)性 miRNA可以通過對靶基因進行調(diào)控，從而導致精神分裂癥發(fā)病。1號染色體的MIR-137基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物miR-137 可通過影響神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育并改變突觸可塑性，已經(jīng)被證實是精神分裂癥的重要易感基因之一。關(guān)于miRNA參與精神分裂癥發(fā)病的進一步研究表明，miR-137的rs1625579 亞型之中，TT 純合子的背外側(cè)前額葉皮層與海馬結(jié)構(gòu)連接異常，患者的記憶功能表現(xiàn)也較TG 型差[14]，miR-137的表達水平也較TG、GG下降約30%[15]。CSMD1、CACNA1C、C10orf26、TCF4等miR-137的靶基因已經(jīng)被確認為精神分裂癥患病易感基因[16，17]。而作為此區(qū)域的重要靶基因，TCF4( Wnt 信號通路關(guān)鍵信號分子 T 細胞因子 4) 則表達上調(diào)。

2.6 miR-185與22q11.2 微缺失型精神分裂癥發(fā)病的相關(guān)性 22q11.2 微缺失(22q11.2DS) 型精神分裂癥占患者總發(fā)病人數(shù)的1%～2%。作為22q11.2區(qū)域中與精神分裂癥發(fā)病關(guān)聯(lián)的miRNA，miR-185 在90%～95% 的22q11.2 微缺失型精神分裂癥患者中表達下調(diào)，尤其以前額葉皮層、海馬區(qū)域表達下調(diào)最為顯著。學者們在對 miR-185的生物功能進行系統(tǒng)研究后發(fā)現(xiàn)，miR-185能夠通過影響神經(jīng)元樹突棘發(fā)育，并通過調(diào)控多個靶目標，從而參與精神分裂癥的發(fā)病。22q11.2 上的另一個微小核RNA miR-130b，可通過調(diào)控其靶基因甲基 CpG 結(jié)合蛋白 2(MECP2) ，使其發(fā)生突變，從而使大腦發(fā)育以及高級行為功能出現(xiàn)異常，從而導致精神分裂癥發(fā)病[18]。

2.7 miR-195與精神分裂癥發(fā)病的相關(guān)性 現(xiàn)已證實[19]，精神分裂癥患者的大腦額葉皮層組織內(nèi)缺乏生長抑素及神經(jīng)肽Y的基因表達，而調(diào)控生長抑素及神經(jīng)肽Y的腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子是受miR-195調(diào)控的。所以，miR-195 實際上是通過調(diào)控腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子參與精神分裂癥發(fā)病過程。

2.8 miR-382與精神分裂癥發(fā)病的相關(guān)性 為深入研究神經(jīng)系統(tǒng)疾病，學者們常選取便于從活體中安全取到的含有神經(jīng)元、神經(jīng)干細胞的神經(jīng)組織—嗅覺上皮細胞。Mor E等[20]在對精神分裂癥患者及正常參試者嗅覺上皮細胞體外培養(yǎng)，并微切嗅覺上皮神經(jīng)組織后發(fā)現(xiàn)，豐富表達于大腦之中的miR-382在患者和受試者神經(jīng)組織表達存在顯著差異；而相同人群淋巴母細胞樣本中miR-382 表達無差異。miR-382可以調(diào)控快速發(fā)育生長因子家簇 4基因和成纖維細胞生長因子受體 1，損傷后則出現(xiàn)與精神分裂癥有關(guān)的大腦發(fā)育和功能的異常。因此，神經(jīng)組織中miR-382的變化與精神分裂癥發(fā)病有相關(guān)性。

2.9 miR-497與精神分裂癥發(fā)病的相關(guān)性 與其他細胞類似，部分神經(jīng)細胞也可以分泌一種叫做外體的小囊泡體。在這種外體中，含有大量與其來源神經(jīng)細胞功能密切的微小核RNA、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等物質(zhì)。Banigan MG等[21]通過對大腦前額葉皮層的外體進行研究，結(jié)果表明精神分裂癥患者大腦前額葉皮層的外體中miR-497表達上調(diào)，并據(jù)此得出神經(jīng)組織中miR-497的變化與精神分裂癥發(fā)病有相關(guān)性。

2.10 體液中微小核RNA與精神分裂癥發(fā)病的相關(guān)性 在精神分裂癥患者的血液及腦脊液等體液中皆可檢測出miRNA的差異性表達。體液中的miRNA通常來源于機體細胞分泌、凋亡以及死亡裂解后釋放。Gallego JA等[22]對全血及腦脊液里的近400個miRNA進行研究后發(fā)現(xiàn)，只有少部分miRNA既存在于腦脊液中又存在于血液中，而大部分miRNA僅存在于腦脊液或主要是存在于腦脊液之中。Dela Morena MT等[23]的研究則發(fā)現(xiàn)，在精神分裂癥患者大腦皮層神經(jīng)組織中表達下調(diào)的miR-185，在患者血液中的表達水平只有正常對照人群的2/5，兩者的表達趨勢同樣一致下調(diào)，而血液和腦脊液等體液中存在的miRNA與大腦皮層神經(jīng)組織內(nèi)存在的miRNA相關(guān)：血清中的miR-181b表達上調(diào)，大腦皮層中的miR-181b表達同樣上調(diào)；血清中的miRNA-195 表達下調(diào)，大腦皮層神經(jīng)組織中的 miR-195則同樣下調(diào)。Gardiner E等[24]對精神分裂癥患者血液中單核細胞進行研究后發(fā)現(xiàn)，有將近90個miRNA表達下調(diào)很顯著。并通過進一步的對照試驗研究，證實了血液中單核細胞中的miRNA可用作精神分裂癥以及亞型的外周血生物標志物[25]。

3 miRNA與精神分裂癥預后

由于精神分裂癥患者miRNA 表達存在異常，很多學者嘗試通過調(diào)控與精神分裂癥預后相關(guān)的miRNA表達，來調(diào)節(jié)精神分裂致病基因的表達，為改善精神分裂癥患者的預后開辟新的道路[26]。

3.1 miR-219與精神分裂癥預后 miR-219 的過表達可以通過抑制谷氨酸能(NMDA)受體介導的鈣離子內(nèi)流，從而起到對NMDA 受體功能負性調(diào)控的作用[27]。而作為新型抗精神分裂癥藥物的作用靶點，NMDA 受體功能的阻斷本身就能達到治療精神分裂癥、改善患者疾病預后的作用。

3.2 miR-195與精神分裂癥預后 miR-195可以作為抗精神分裂癥藥物治療的靶點之一。其原理是miR-195可以與γ-氨基丁酸 A受體α1、離子型NMDA受體1以及HTR2C等在精神分裂癥發(fā)病過程中表達失調(diào)的基因相互作用，從而調(diào)節(jié)精神分裂癥發(fā)病過程中的若干信號通路傳遞[28]。

3.3 miR-21與精神分裂癥預后 Chen SD等[29]的研究結(jié)果顯示,抗精神病藥物治療后患者血清miR-21表達降低。miR-21表達的變化與陽性癥狀，攻擊癥狀的改善呈負相關(guān)。因此miR-21在抗精神病藥物治療精神分裂癥患者癥狀改善中扮演重要角色，可以作為抗精神病藥物治療靶點，同時發(fā)現(xiàn)奧氮平治療組miR-21表達比其他抗精神病藥物治療組降低，提示miR-21表達對奧氮平最敏感。

3.4 miR-181與精神分裂癥預后 Song HT等[30]檢測精神分裂癥患者治療前后(奧氮平、喹硫平、齊拉西酮、利培酮)9個microRNA (miR-30e、miR-34a、mir-181b、mir-195、mir-346、mir-432、miR-7、mir-13、mir-212)表達水平，并且使用陽性和陰性綜合征量表(PANSS)測量癥狀改善。結(jié)果顯示與正常對照組相比，患者組mir-181b、miR-30e、miR-34a、miR-7的表達水平提高，患者組與治療組相比，癥狀評分降低，mir-181b的表達水平治療后下降。mir-181b表達的變化和陰性癥狀和缺失癥狀的改善呈正相關(guān)，故得出結(jié)論mir-181b、miR-30e、miR-34a、miR-7可能參與精神分裂癥發(fā)病機理，mir-181b的表達下調(diào)預測治療的陰性癥狀改善，可以作為抗精神病藥物反應(yīng)潛在的分子標記。

3.5 miRNA 的表達水平變化與精神分裂癥預后 miRNA 的表達水平變化與精神分裂癥預后息息相關(guān)。研究表明，miRNA-365 及miRNA-520c-3p 表達下調(diào)[31]、miRNA-199a、 miRNA-128a 和 miRNA-128b 上調(diào)[32]與精神分裂癥病情好轉(zhuǎn)、預后改善密切相關(guān)。對接受利培酮治療1年，病情好轉(zhuǎn)的患者進行對照研究后發(fā)現(xiàn)，miRNA-365 及miRNA-520c-3p 表達水平明顯下調(diào)。而對使用氟哌啶醇治療后病情好轉(zhuǎn)的患者進行相關(guān)研究后結(jié)果表明，miRNA-199a、 miRNA- 128a 和 miRNA-128b 表達水平上調(diào)。

3.6 調(diào)節(jié)miRNA可改善精神分裂癥預后 在精神分裂癥患者中，由于miRNA多表現(xiàn)為表達下調(diào)。使用人工合成的能增強內(nèi)源性miRNA生物活性以及生物功能的miRNA激動劑，可通過上調(diào)這些表達下調(diào)的miRNA 的表達，從而糾正因這些miRNA下調(diào)而產(chǎn)生的效應(yīng)，起到改善精神分裂癥預后、治療疾病的作用。目前常用的miRNA激動劑包括：miRNA agomir 、miRNA mimics。其中miRNA agomir是通過過特殊的化學修飾的miRNA激動劑，它通過模擬內(nèi)源性miRNA來調(diào)節(jié)靶miRNA 表達。miRNA mimics 則是化學合成而成，它是通過增強內(nèi)源性miRNA 功能來起作用的。

對于在精神分裂癥患者中，表現(xiàn)為表達上調(diào)的miRNA則可使用miRNA抑制物來糾正因這些miRNA上調(diào)而產(chǎn)生的效應(yīng)，起到改善精神分裂癥預后，治療疾病的作用。比如，與精神分裂癥發(fā)病相關(guān)的miRNA-504可以使多巴胺D1受體的表達增加。使用miRNA-504抑制劑后，多巴胺D1受體的表達則大幅減少。在腦室內(nèi)注入 miRNA-155 和 miRNA-802抑制物則可調(diào)節(jié)大鼠大腦組織的與精神分裂癥相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子、蛋白質(zhì)(MECP2 、CREB)的表達[33]。

3.7 miRNA 基因多態(tài)性與精神分裂癥預后 研究表明，編碼miRNA 的基因多態(tài)性可以通過影響患者對精神分裂癥治療藥物的反應(yīng)，起到影響精神分裂癥預后的作用。另外，藥物遺傳學有關(guān)研究表明，甲基化的miRNA和DNA等表觀遺傳分子的調(diào)節(jié)作用對于個體的藥物反應(yīng)作用重要[34]。例如，miRNA 可以調(diào)節(jié)藥物代謝過程中的藥物代謝酶以及藥物轉(zhuǎn)運蛋白的活性以及表達[35]。

總之，大量的研究結(jié)論表明，在精神分裂癥患者的神經(jīng)組織、腦脊液甚至血液中、外周血單核細胞內(nèi)，皆存在大量與精神分裂癥患者發(fā)病與預后相關(guān)的miRNA。這些看不見的眾多miRNA皆可通過對靶基因進行調(diào)控，無時無刻不在主導著精神分裂癥患者的發(fā)病過程，決定著精神分裂癥患者的臨床表現(xiàn)，影響著精神分裂癥患者疾病預后。這為進一步研究精神分裂癥的基因?qū)W發(fā)病、診斷、治療、預后，指明了道路、方向。