秦小嬌，楊嘉君

(1上海海洋大學(xué),上海201306；2上海市第六人民醫(yī)院東院)

近年來(lái)，腦卒中發(fā)病率、致殘率和致死率均較高。我國(guó)腦卒中發(fā)病率每年增加9%[1]。卒中后抑郁(PSD)是腦卒中的一種常見(jiàn)并發(fā)癥，是在臨床上急性腦血管損傷后發(fā)生的一種最常見(jiàn)的情感障礙性疾病[2]，主要臨床癥狀為自責(zé)、悲傷、情緒低落或興趣缺失，可發(fā)生于腦卒中的急性期、恢復(fù)期等階段[3]。PSD可減慢患者神經(jīng)功能的恢復(fù)程度，不僅影響了患者的生活質(zhì)量，而且升高了腦卒中的致殘率和病死率[4]。目前臨床尚無(wú)有效PSD治療方法，且PSD的具體發(fā)病機(jī)制尚不明確。微小RNA(MicroRNA, miRNA)是廣泛存在于真核細(xì)胞中的一種小分子非編碼RNA，長(zhǎng)約22個(gè)核苷酸，miRNA可結(jié)合靶向mRNA的3′末端的非翻譯區(qū)(3′-UTR)，促進(jìn)mRNA的降解或抑制mRNA翻譯，進(jìn)一步影響靶基因的表達(dá)。miRNA基因在細(xì)胞核中經(jīng)過(guò)酶Drosha處理成pri-miRNA，然后Drosha將其剪切成具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)的pre-miRNA。核轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將其轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)后，pre-miRNA被RNase Ⅲ 酶Dicer處理為雙鏈的miRNA。其中一個(gè)成熟的單鏈miRNA摻入到RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物(RISC)中，并與靶mRNA的3′-UTR結(jié)合，成為活躍的RISC/miRNA復(fù)合物(miRISC)。MiRISC通過(guò)mRNA的降解或翻譯抑制誘導(dǎo)靶轉(zhuǎn)錄物表達(dá)的下調(diào)，最終調(diào)控基因表達(dá)，參與機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育及疾病的發(fā)生發(fā)展等重要生理病理過(guò)程。miRNA低表達(dá)與神經(jīng)元細(xì)胞的凋亡、內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)和細(xì)胞的氧化應(yīng)激損傷有關(guān)[5]。高表達(dá)miRNA可維持正常神經(jīng)元功能和體內(nèi)平衡，而體內(nèi)平衡與記憶、突觸可塑性、神經(jīng)元分化及神經(jīng)元變性有關(guān)[6]。miRNA在多發(fā)性硬化、顳葉癲癇、阿爾茨海默癥、精神分裂癥和細(xì)菌性腦膜炎等多種神經(jīng)疾病的生理病理過(guò)程中起重要作用。現(xiàn)將miRNA在PSD發(fā)生、發(fā)展中的作用機(jī)制綜述如下，以期為PSD的預(yù)防、早期診斷以及治療提供理論依據(jù)。

1 調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)

細(xì)胞因子是免疫細(xì)胞分泌的一種具有生物活性的蛋白質(zhì)，不僅參與調(diào)節(jié)人體免疫反應(yīng)，而且還可作為細(xì)胞間信息傳遞者，參與機(jī)體神經(jīng)化學(xué)和神經(jīng)內(nèi)分泌的調(diào)節(jié)過(guò)程。腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素6(IL-6)、IL-18、IL-23 等，均可誘發(fā)體內(nèi)的炎癥反應(yīng)。下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸功能異常和炎性因子表達(dá)上調(diào)等均可抑制海馬神經(jīng)元的再生，降低前額葉皮質(zhì)神經(jīng)可塑性，從而導(dǎo)致PSD。研究[7]表明，與健康對(duì)照組比較，重癥抑郁癥(MDD)組血清TNF-α、IL-6、IL-10、IL-12、IL-13和IL-18水平均顯著提高。研究[8]發(fā)現(xiàn)，PSD組患者血清TNF-α、IL-6水平高于非PSD 組，說(shuō)明PSD 患者血清存在特異性炎性細(xì)胞因子激活，主要表現(xiàn)為致炎性細(xì)胞因子水平升高及升高持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)。

miR-155是炎性介質(zhì)的作用靶點(diǎn)，參與炎癥的調(diào)節(jié)過(guò)程。研究[9]表明，抑制miR-155表達(dá)的卒中模型小鼠功能恢復(fù)優(yōu)于空白對(duì)照組，其機(jī)制可能與miR-155抑制血清IL-10、IL-4、IL-6、IL-5表達(dá)有關(guān)。miRNA-let7i可降低急性缺血性卒中后的炎癥反應(yīng)[10]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)[11]，缺血性腦卒中患者血清miR-122 表達(dá)降低，miR-363 、miR-487b 表達(dá)升高，以上miRNA 可能參與腦卒中發(fā)病過(guò)程中NF-κB的激活。抑制miR-210可抑制機(jī)體促炎反應(yīng)并減輕缺血性卒中急性期的腦損傷[12]。miR-151a-3P與急性腦梗死患者的炎性反應(yīng)密切相關(guān)，急性腦梗死患者血液中TNF-α、IL-6、IL-8均有較高的表達(dá)水平，且miR-151a-3P與這些炎性細(xì)胞因子成正相關(guān)[13]。動(dòng)物研究[14]顯示，miRNA可通過(guò)激活相關(guān)的炎性細(xì)胞因子，進(jìn)而激活5-HT轉(zhuǎn)運(yùn)體，導(dǎo)致大腦中5-HT的含量增加，參與PSD的發(fā)生、發(fā)展。

2 調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)表達(dá)

單胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)假說(shuō)是目前PSD發(fā)病的熱門(mén)學(xué)說(shuō)，包括5-羥色胺(5-HT)和去甲腎上腺素(NE)假說(shuō)。5-HT能神經(jīng)元、NE能神經(jīng)元均位于腦干，參與調(diào)節(jié)人體情感，其軸突可通過(guò)丘腦和基底節(jié)到達(dá)額葉皮質(zhì)，當(dāng)卒中病變累及上述部位時(shí)，可影響5-HT 能神經(jīng)元、NE能神經(jīng)元及其通路，致使5-HT、NE兩種遞質(zhì)表達(dá)降低，導(dǎo)致抑郁[15]。細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下吲哚胺2,3-雙加氧酶(IDO)和HPA軸的活性增加，進(jìn)一步抑制5-HT表達(dá)，導(dǎo)致PSD的發(fā)生、發(fā)展[16]。與PSD 有關(guān)的另一種神經(jīng)遞質(zhì)假說(shuō)是谷氨酸(Glu)假說(shuō)。當(dāng)腦卒中患者因供血異常引起腦內(nèi)神經(jīng)元和其他神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞損害或死亡時(shí)，神經(jīng)元代謝發(fā)生障礙，去極化釋放大量Glu，致使Glu 在腦內(nèi)異常蓄積，從而產(chǎn)生興奮性毒性損害，導(dǎo)致PSD的發(fā)生。有研究顯示，PSD患者血漿中的Glu 水平顯著增高[17]；急性缺血性卒中后1天血漿谷氨酸水平降低可以作為早發(fā)性PSD的潛在診斷指標(biāo)[18]。

miRNA可在基因調(diào)控中發(fā)揮巨大作用，由于其具有序列的同源性，每個(gè)miRNA可潛在的調(diào)控?cái)?shù)百個(gè)不同的基因，在哺乳動(dòng)物中受miRNA調(diào)控的基因超過(guò)50%。miRNA在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中很豐富。在大腦中特異性表達(dá)和富集的miRNA涉及維持正常的神經(jīng)元功能和體內(nèi)平衡，而體內(nèi)平衡又與記憶、突觸可塑性、神經(jīng)元的發(fā)生分化以及神經(jīng)元的變性息息相關(guān)[9]。miRNA不僅參與了細(xì)胞的生長(zhǎng)、增值、分化及凋亡過(guò)程[18]，而且還在一些疾病的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中起著不可替代的調(diào)控作用[19]。已經(jīng)有很多研究證明，miRNA在多種生理和病理過(guò)程中起重要作用，調(diào)節(jié)多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)的生物學(xué)過(guò)程，其功能障礙與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一些病理過(guò)程密切相關(guān)，參與不同神經(jīng)疾病的發(fā)病過(guò)程[20]，包括卒中，多發(fā)性硬化，顳葉癲癇，阿爾茨海默病，精神分裂癥和細(xì)菌性腦膜炎等[21]。因此，miRNA對(duì)于維持神經(jīng)內(nèi)穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，它們的失調(diào)會(huì)產(chǎn)生神經(jīng)毒性，導(dǎo)致不同的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生。

miRNA的表達(dá)是具有組織空間特異性的，如miR-146a在星形膠質(zhì)細(xì)胞中參與了其介導(dǎo)的大腦炎癥反應(yīng)[14]，而miR-124主要在神經(jīng)元的分化中起到關(guān)鍵作用，并能促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育以及腦組織損傷后的調(diào)控。腦特異性miRNA可以單獨(dú)或共同促進(jìn)和維持神經(jīng)元發(fā)育，如腦特異性miR-9靶向stathmin mRNA，并參與早期神經(jīng)發(fā)生和增殖，同時(shí)減少年輕神經(jīng)祖細(xì)胞的遷移[15]。許多其他miRNA也被報(bào)道在腦組織中發(fā)揮重要作用，例如miR-212可在大鼠紋狀體中高度表達(dá)；miR-132、miR-134可參與突觸可塑性和神經(jīng)元發(fā)育[16]；在腦缺血模型中上調(diào)的具有抗凋亡作用的miR-21可以保護(hù)神經(jīng)元免于死亡；在正常大鼠大腦中過(guò)表達(dá)的miR-210可以局部促進(jìn)血管生成和神經(jīng)再生[17]。

5-HT 能神經(jīng)元、NE能神經(jīng)元損傷導(dǎo)致的5-HT和NE表達(dá)降低可導(dǎo)致急性PSD。miRNA可能通過(guò)上調(diào)PSD患者5-HT表達(dá)影響PSD的發(fā)生發(fā)展。前額皮質(zhì)(PFC)中miRNA-135a、海馬(HIP)中miRNA-16與5-HT神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)密切相關(guān)[19]。有實(shí)驗(yàn)[20]表明，將選擇性5-HT再攝取抑制劑(SSRI)類(lèi)抗抑郁藥氟西汀注入脊髓阻斷5-HT轉(zhuǎn)運(yùn)體的合成可增加海馬組織miR-16的相對(duì)表達(dá)量，高表達(dá)miR-16可進(jìn)一步提高5-HT的活性，發(fā)揮抗抑郁作用。miR-16也可通過(guò)激活5-HT轉(zhuǎn)運(yùn)體，調(diào)節(jié)5-HT的合成和傳遞，進(jìn)一步調(diào)節(jié)PSD[21]。通過(guò)與5-HT受體的3-UTR結(jié)合，miR-96和miR-510分別抑制5-HT1B受體和5-HT3E受體亞基的翻譯，以發(fā)揮作用[22]。此外，可調(diào)節(jié)5-HT的還有miR-124和miR-195，其中miR-124可依靠突觸可塑性調(diào)節(jié)5-HT；miR-195可能通過(guò)調(diào)節(jié)5-HT2A和5-HT4的活性以增加5-HT的攝取和傳遞[23]。有研究證明，miR-195不但能調(diào)節(jié)5-HT受體，而且還可以調(diào)節(jié)谷氨酸受體和BDNF受體的合成和活性[24]。miR-1202與代謝型谷氨酸受體4(GRM4)呈負(fù)相關(guān)[25]。miR-101b可通過(guò)靶向神經(jīng)元谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SLC1A1調(diào)節(jié)谷氨酸，且miR-101b在受試者中下調(diào)[26]。

3 調(diào)節(jié)腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)表達(dá)

BDNF主要分布在海馬、杏仁核及皮質(zhì)中，參與神經(jīng)元可塑性調(diào)節(jié)，也可修復(fù)受損神經(jīng)元，促進(jìn)神經(jīng)再生，是神經(jīng)元生長(zhǎng)發(fā)育和存活的必不可少的物質(zhì)[27]。BDNF在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)中發(fā)揮維持細(xì)胞存活、調(diào)節(jié)抑郁行為中突觸功能等多重作用。BDNF可通過(guò)調(diào)節(jié)神經(jīng)再生而參與腦損傷修復(fù)[28]。miRNA的表達(dá)變化或其靶mRNA的突變可能導(dǎo)致甚至促進(jìn)PSD的發(fā)生、發(fā)展。一些miRNA在用抗抑郁藥治療的Wistar大鼠的大腦中下調(diào)或上調(diào)。研究[19]發(fā)現(xiàn)，在抑郁大鼠模型的前額葉皮層中發(fā)現(xiàn)了23種下調(diào)的miRNA。miR-132和miR-124的水平在抑郁癥患者中分別是對(duì)照組的2.4倍和1.8倍[25]。在PSD患者中，miR-22-3p、miR-4476、miR-486-5p和miR-92a-3p表達(dá)上調(diào)[14]。通過(guò)PSD的大鼠模型發(fā)現(xiàn)，miR-137水平在大鼠腦內(nèi)和外周血中明顯下降，并對(duì)PSD產(chǎn)生抑制作用[26]。血液miRNA可以作為PSD診斷的潛在生物標(biāo)志物[13]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[29]顯示，PSD模型大鼠海馬組織中BDNF蛋白、mRNA的相對(duì)表達(dá)量均降低，抗抑郁藥物可上調(diào)BDNF及其受體的表達(dá)。在被診斷為PSD的卒中患者中，卒中3～6個(gè)月時(shí)可出現(xiàn)血清BDNF水平降低[30]。研究[31]證實(shí)，BDNF受miR-132、miR-182等多個(gè)miRNA調(diào)控，miR-30a-5p的神經(jīng)元過(guò)表達(dá)可導(dǎo)致BDNF蛋白的下調(diào)。miR-16的表達(dá)與PSD患者血清BDNF水平呈負(fù)相關(guān)[32]。BDNF通過(guò)激活TrkB途徑抑制miR-134表達(dá)[33]。miR-322沉默的卒中小鼠腦組織BDNF高表達(dá)[34]。

4 其他

性格、年齡、病變的解剖位置、神經(jīng)缺損的嚴(yán)重程度、基因多態(tài)性、社會(huì)心理作用及晝夜節(jié)律改變等在PSD的發(fā)生、發(fā)展中也起一定作用。而這些因素和PSD之間的具體作用關(guān)系尚未得到證實(shí)?；颊吣X卒中后肢體活動(dòng)發(fā)生不同程度的受限，環(huán)境因素和社會(huì)角色等的改變均易使患者產(chǎn)生心理應(yīng)激反應(yīng)，誘發(fā)抑郁情緒。晝夜節(jié)律和心理因素也是影響PSD的重要因素。miRNA在微調(diào)晝夜節(jié)律系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，miR-142-3p、miR-494以及miR-192/194調(diào)節(jié)與晝夜節(jié)律有關(guān)的基因表達(dá)，可能部分逆轉(zhuǎn)由于睡眠障礙和情緒障礙導(dǎo)致的PSD[35]。急、慢性應(yīng)激可促進(jìn)miR-124、miR-132、miR-212和miR-134表達(dá)顯著增加，在應(yīng)激誘發(fā)PSD的發(fā)病機(jī)制中起著關(guān)鍵作用[36]。 miR-18和miR-124a表達(dá)增加可抑制糖皮質(zhì)激素受體表達(dá)，同時(shí)降低miR-132和BDNF表達(dá)，對(duì)應(yīng)激誘導(dǎo)的PSD發(fā)揮調(diào)節(jié)作用[37]。

綜上所述，PSD的相關(guān)發(fā)病機(jī)制目前尚不十分清楚。miRNA參與PSD的多種病理過(guò)程，可通過(guò)抑制TNF-α、IL-6、IL-18等細(xì)胞因子，抑制機(jī)體炎癥反應(yīng)；miRNA可能通過(guò)調(diào)節(jié)單胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)5 -羥色胺的合成和傳遞；調(diào)控BDNF表達(dá)；調(diào)整晝夜節(jié)律；參與PSD的發(fā)生發(fā)展。