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目的: 抑郁症是最常见的精神障碍之一,但其病因及发病机理尚不明确。其中,表观遗传学调控可能发挥重要作用,尤其是长链非编码RNA(lncRNA),作为表观遗传学调控的重要机制之一,因其数量最多、且可在不同水平进行基因调控,可能参与了抑郁症的发生及发展。课题组前期研究显示,抑郁症存在异常的lncRNAs表达及调控,且与神经可塑性密切相关的CREB存在共表达关系。因此,我们认为抑郁症中存在调控CREB的lncRNAs表达及功能异常。本研究拟在人群及细胞水平筛选及验证抑郁症CREB相关的lncRNAs。 方法: 1、初步筛选抑郁症CREB相关lncRNAs:利用前期芯片筛选结果进行生物信息学分析,确定与CREB存在共表达关系的lncRNAs;利用UCSC基因组数据库,寻找CREB基因调控区的lncRNAs。筛选出抑郁症CREB相关的lncRNAs。 2、人群水平验证确定抑郁症CREB相关关键lncRNAs:收集抑郁症与正常对照各35例,抑郁症给予SSRIs类抗抑郁药物追踪8周,收集研究对象外周血,检测前述筛选出的 lncRNAs,确定抑郁症CREB相关的关键lncRNAs。 3、细胞水平验证抑郁症CREB相关特异lncRNAs:将抑郁症CREB相关的关键lncRNAs制备干扰慢病毒,转染至神经干细胞,检测细胞内关键lncRNAs及CREB表达,检测神经细胞增殖情况,明确lncRNAs对CREB的调控作用。确定抑郁症CREB相关的特异lncRNAs。 结果: 1、初步筛选:通过芯片生物信息学分析,发现2个lncRNA chr20:46277638-46277729和chr4:73971145-73971245与mRNA CREB存在共表达关系;通过UCSC基因组数据库查找,找到4个lncRNA在CREB调控区,分别是UCA1,DQ786243,AK091534和AK123952。 2、人群验证: (1)芯片筛选lncRNA结果验证:检测抑郁症病例治疗前和治疗8周后、正常对照外周血CREB、chr20:46277638-46277729,chr4:73971145-73971245表达水平,结果发现CREB在病例对照组间有明显差异,病例组低于对照组(t=-2.372,P=0.021),经8周抗抑郁药物治疗后的表达明显高于治疗前(t=-2.103,P=0.043);chr20:46277638-46277729表达在病例、对照组间无明显差异(t=0.202,P=0.841),在8周抗抑郁药物治疗前后亦无统计学差异(t=0.610,P=0.547)。chr4:73971145-7397245表达在病例组明显高于对照组(t=2.572,P=0.013),而经过药物治疗后表达明显高于治疗前(t=-2.484,P=0.020)。 (2)基因组数据库筛选结果验证:选择UCA1,DQ786243,AK091534进行验证,检测病例、对照及治疗后外周血 lncRNAs表达。结果发现 AK091534表达在病例组和对照组间无明显差异(t=-0.3171,P=0.865),经8周抗抑郁药物治疗后的表达与治疗前亦无统计学差异(t=0.113,P=0.911),治疗后与正常对照间亦无统计学差异(t=0.07,P=0.994);UCA1表达在病例组明显高于对照组(t=4.439,P<0.001),经8周抗抑郁药物治疗后UCA1表达无明显变化(t=1.648, P=0.104),治疗后比正常对照高(t=2.676,P=0.009);DQ786243表达在病例组明显高于对照组(t=3.126,P=0.003),经8周抗抑郁药物治疗后 DQ786243表达变化不明显(t=1.264,P=0.215),治疗后表达明显高于正常对照(t=2.827,P=0.006)。相关分析显示,在病例组,CREB表达水平与 UCA1表达水平呈正相关(r=0.4489,P=0.0078),在治疗后两者表达仍呈正相关(r=0.7150,P<0.0001);在病例组,CREB表达水平与DQ786243表达水平呈负相关(r=-0.4743,P=0.004),在治疗后两者表达仍呈负相关(r=-0.7435,P<0.0001)。 3、细胞验证:对前期人群水平验证的抑郁症CREB相关的2个关键lncRNA—UCA1和DQ786243制备干扰慢病毒,转染神经干细胞,对UCA1、DQ786243表达进行qRT-PCR检测,结果发现UCA1、DQ786243表达较空载体组明显降低,P值分别为0.0282和0.0228;CCK8细胞增殖实验显示,转染后24小时、48小时、72小时的UCA1、DQ786243均有抑制神经干细胞增殖的效应。检测慢病毒干扰后CREB mRNA及蛋白质表达,结果发现Plvx-UCA1和Plvx- DQ78624细胞中CREB mRNA表达明显低于空载体组,P值分别为0.0416和0.0362;CREB蛋白质在Plvx-UCA1和Plvx-DQ78624细胞与空载体细胞无统计学差异,磷酸化CREB蛋白pho-CREB在Plvx-UCA1和Plvx-DQ78624细胞表达明显降低,P值分别为0.0362和0.0092。 结论: 1、MDD存在外周血CREB以及调控CREB的 lncRNAs表达异常,UCA1和DQ786243与MDD发病相关。 2、UCA1和DQ786243与MDD发病时的严重程度有相关关系,UCA1与MDD严重程度成正相关,DQ786243与MDD严重程度成负相关。 3、UCA1和DQ786243可抑制神经干细胞的增殖,降低神经干细胞细胞CREB mRNA的表达,并进而降低pho-CREB蛋白质表达。