7.2.4 exoRNA与精神分裂症
精神分裂症属于重性精神疾病的一种，为患者和社会带来沉重的负担。精神分裂症的病因尚不清楚，诊断也存在争议。exoRNA（外泌体中的RNA）的表达随着机体生理、病理状况的改变而改变，能够反映机体的生理或病理状态，将它作为精神分裂症的潜在生物标志物，有助于走出目前疾病诊断的困境。笔者就精神分裂症相关的exoRNA的研究进展与价值进行了呈现和总结。
不论精神分裂症的遗传学研究还是神经影像学研究，均无法解释精神分裂症的所有病理生理现象。除精神分裂症的病因尚不清楚之外，精神分裂症的诊断也存在争议。同其他主要精神疾病一样，精神分裂症的诊断标准主要基于症状和体征，而非病理和生理基础也无任何相关的生理、生化诊断指标。因此，必须从其他视角来探究精神分裂症的发病原因与致病机理以及如何准确做出诊断。学界另辟蹊径，从表观遗传学角度来解析精神分裂症的发生。这一研究路向为揭开精神疾病的发病机理和疾病的准确诊断提供了新的思路，已经成为当前精神分裂症的研究热点。
外泌体是活细胞分泌到细胞外基质中的一种直径30～120 nm的膜性囊泡，广泛存在于血液等各种体液之中。外泌体具有膜性囊泡结构，所以可以保护其内含物在通过长时间、远距离的运输不受降解，仍能保持生物活性。外泌体能够整合到细胞膜上，也可以通过血脑屏障，神经系统的许多细胞能够释放外泌体；外泌体在神经系统的发育、功能发挥和神经系统疾病（如自闭症、帕金森症、精神分裂症等）的发生中发挥着重要作用［151，152］。因此，分析外泌体及其内容物将有助于揭示很多宿主细胞状况以及潜在的病理生理状态，如癌症、神经系统疾病、心脏疾病、免疫失调、感染性疾病等。
外泌体中所包含的RNA种类较多，统称为外泌体exoRNA。exoRNA主要包括lncRNA，miRNA，mRNA。lncRNA是指长度超过200个核苷酸、不能翻译成蛋白质但具有调控基因表达的非编码RNA。以前人们一直认为，它是基因转录的“噪音”。近年来研究发现，lncRNA以RNA的形式在转录水平、转录后水平及表观遗传水平上参与调控基因表达［16］。miRNA是一大类内源性小分子非编码RNA，通过抑制mRNA的翻译而调节基因表达，参与基因表达的转录后调控。exoRNA通过参与神经系统的发育、功能发挥，调控精神分裂症基因、甲基化修饰等表观遗传机制在精神分裂症的发生、发展中发挥重要作用。
大脑中含有丰富的lncRNA，在脑部发育中扮演着重要角色；许多神经系统疾病的发生、发展也常常伴随着lncRNA的异常表达，且lncRNA的转录子也广泛参与神经系统疾病的进程［153］。业已证实参与精神分裂症病理过程中的异常表达的lncRNA有DISC-2，BDNF-AS，Gomafu等［154］。DISC-2位于精神分裂症断裂基因1（DISC-1）的反义链上，反义调节DISC-1的表达。DISC-1的表达异常与多种精神疾病的病理过程相关，特别是与精神分裂症和抑郁症的发生、发展紧密相关［155，156］。此外，DISC-1通过激活转录因子ATF4和抑制磷酸二酯酶4D（PDE4D）来调节多巴胺信号通路，而多巴胺信号通路在精神分裂症的发生中至关重要［157］。可见，DISC-2不仅参与精神分裂症的病理生理过程，而且参与精神分裂症相关基因的调节。因此，DISC-2可能成为治疗精神疾病的潜在靶标。BDNF-AS是人脑源性神经营养因子（BDNF）基因座转录出来的lncRNA，参与调节BDNF的m RNA和 蛋白的 表达［158］，而BDNF基因与精神分裂症的发生关系密切［159］。Gomafu属于lncRNA中的一员，Barry等人［160］证实：①Gomafu参与神经元的发育；②它在精神分裂症患者死后脑组织颞上回皮质灰层中的表达明显下调；③它通过调节核剪接因子进而影响精神分裂症的相关基因，如DISC-1和ErbB4的表达；④它也通过多种途径调控多巴胺D2受体基因剪变体和促进代谢型谷氨酸受体3（GRM 3）基因的表达；⑤它还可与精神分裂症相关蛋白QKI结合。此外，Spadaro等人［161］利用高通量的RNA-seq技术，分析了条件恐惧小鼠的内侧前额叶皮质中转录表达谱，证实了小鼠在对行为经历做出反应时内侧前额叶皮质中的lncRNA的表达呈动态变化；证实Gomafu的表达显著下调，在调节小鼠焦虑行为中发挥作用。可见，Gomafu可能在精神分裂症的发生、发展中起着重要作用。此外，Liao等人［162］利用全基因组筛选策略，对精神分裂症患者外周血基因组lncRNA基因的DNA甲基化进行检测，发现了一些与精神分裂症相关的DNA甲基化的lncRNA基因，从而揭示了lncRNA的DNA甲基化异常可能是精神分裂症另一个重要的表观遗传因素。此外，Ren等人［163］证实早发型精神分裂症患者外周血中存在异常表达的lncRNA，参与了早发型精神分裂症的发生过程。lncRNA广泛参与人体的生理、病理过程，与多种疾病的发生、发展密切相关［164］。全基因组关联研究找到了一些与精神分裂症显著相关的基因或遗传座位，但这些基因或座位在精神分裂症的发病中扮演何种角色，尚不清楚［165］。此外，学界普遍认为精神分裂症属于神经发育障碍性脑病。神经影像学研究证实部分精神分裂症患者出现大脑脑室的扩大、体积减小的现象。所以，Merelo等人［154］认为lncRNA是将精神分裂症的遗传学和神经影像学联系起来的重要候选分子，有助于解释精神分裂症的发病原因。(https://www.daowen.com)
已有研究证实，约70%的人类miRNA在神经系统内表达［116］，且miRNA在多个水平调节神经结构和功能的许多方面。研究者普遍认为，miRNA表达水平的改变可能在精神疾病的遗传学和生物学机制中发挥重要作用［118］。由于miRNA本身广泛地受转录后调节，而且对其生物学通路的改变敏感，所以miRNA细胞内合成过程异常或突变，可能导致神经性疾病包括精神分裂症的病理生理学改变［121，122］。此外，部分miRNA通过调节精神分裂症遗传易感基因的表达来参与精神分裂症的发生过程，如miR-30a-5p和miR-19可能通过特异性调控精神分裂症遗传易感基因——脑源性神经营养因子（BDNF）基因的表达来参与精神分裂症的发生；M iR-137本身被证实属于精神分裂症的遗传易感基因［125］，其调控的靶基因有CSMD1，C10orf26，CACNA1C，TCF4，ZNF804A等，而这些基因被证实是精神分裂症的遗传易感基因［126－129］。
运用相关分子检测技术从外周血中寻找具有较高特异性和敏感性的生物学标志物用于精神分裂症的诊断与治疗，将有助于走出疾病诊断的所面临的困境，有助于患者的分层、治疗和预后。目前，已证实异常表达的exoRNA（如lnRNA，miRNA，mRNA）在精神分裂症患者的脑部和外周血中广泛存在，它们在精神分裂症的发生、发展中扮演着重要的角色。脑部异常表达的exoRNA通过外泌体的运输进入外周血中，并在外周血中稳定存在。可见，外周血中的exoRNA表达水平与脑部的表达水平是同步的，可以准确反应脑部疾病的病理状态，具有重要的临床应用价值。存在于外泌体中的exoRNA常表现为疾病、组织、发展阶段等多方面的特异性特征，这些特征使其可以成为生物标记物或治疗靶点［117，166－168］。对癌症的研究也已证实血清外泌体中的lncRNA和miRNA可作为不同类型癌症的生物标记物，有助于疾病的诊断、分层、治疗及判断预后效果［167－169］。目前，已证实精神分裂症患者的脑部和外周血中存在异常表达的exoRNA，且异常表达的exoRNA参与了精神分裂症的发生。已有研究证实外周血中的miRNA和lncRNA可作为精神分裂症的生物标记物，有助于疾病的诊断、患者的分层和预后［147，148，170－172］。但是对于外周血外泌体中exoRNA作为精神分裂症生物标记物及在精神分裂症发生中的作用的研究报道很少。其中Du等人［173］首次利用高通量转录组测序技术，对49例首发且尚未用药的精神分裂患者和46例正常对照血清外泌体miRNA的进行全基因组范围的表达谱分析，并利用qRT-PCR在100例精神分裂患者和100例对照中进行验证，结果证实了数个在精神分裂症患者外周血外泌体中差异表达的miRNA，其中miR-206表达上调最显著，而miR-206被证实可以调节脑源的神经营养因子的表达；此外，该研究还证实了外周血中外泌体miRNA可作为精神分裂症的生物标记物。
尽管以上研究均证实exoRNA在精神分裂症的发生中发挥重要的作用，但exoRNA种类繁多、数量巨大，远超过蛋白编码基因数，具体哪些exoRNA在精神分裂症发病中发挥作用、发挥什么样的作用，依然是一个谜团，需进行系统研究。已有研究证实，lncRNA可能是一种内源竞争性RNA（competitive endogenous RNA，ceRNA），通过与miRNA作用元件（如目的基因3′UTR等序列）竞争性结合，从而调节靶基因转录后的表达［174］。因此，对血清中lncRNA，miRNA，m RNA进行全面立体研究，将有助于深度解析疾病的发病机制。此外，与精神分裂症相关的差异表达的lncRNA和miRNA多数是在脑部被证实的，而人的脑部组织无法进行活检，因此脑组织内异常表达的生物标记很难用于精神分裂的早期预警与诊断。于是，人们开始从外周血中寻找特异性生物学标志物。目前，已有研究证实精神分裂症患者外周血中exoRNA存在异常表达，且异常表达的lncRNA和miRNA可能参与精神分裂症的发生过程。但是关于外周血中与精神分裂症相关的exoRNA的研究尚处于起步阶段，对患者血清exoRNA的表达谱进行全面立体和系统性的筛选与验证研究寥寥无几。再者，异常表达的血清exoRNA能否提供更准确的诊断和预测？exoRNA通过何种分子调控方式发挥作用？抗精神病类药物是否会对它产生影响？这些问题对精神分裂症的诊断与治疗意义重大，均需要进一步深入研究。
目前对于血清exoRNA的研究大多集中于肿瘤方面，与精神疾病的相关研究尚处于起步阶段。随着越来越多exoRNA的发现及其调控机制的确定，exoRNA在精神分裂症的发生、发展中的作用也必将澄清。血清exoRNA能够反应机体病理生理状态的情况，具有重要的临床应用和科学价值，这必将成为研究疾病致病机理的全新方向，也将有助于精神分裂症的诊断、治疗和预后。因此，研究血清exoRNA的表达与精神分裂症的关系并探究它参与精神分裂症的发病机制，日益成为精神分裂症诊断与治疗的发展方向［175］。笔者认为，随着exoRNA的检测、评估和干预技术的不断改进，它不仅有助于精神分裂症的诊断和治疗，也为其他精神疾病的诊断和治疗提供借鉴，必将成为精神疾病的研究热点。