7.3.8 非编码RNA与抑郁症
关于抑郁症的表观遗传的研究进展,Lin等人[271]在一篇综述中做了详细的总结与概括,本书将其主要内容翻译成中文,囊括于本书当中。
(1)ncRNA与重度抑郁
重度抑郁症(重度抑郁)是一种常见的精神疾病,估计全世界有3.5亿人受到影响[272]。重度抑郁的症状包括持续的抑郁情绪,对以前愉快的活动失去兴趣,存在明显的体重减轻或增加、失眠或睡眠过度、感觉自己无用,以及在最坏的情况下反复出现死亡和自杀的想法[273]。尽管重度抑郁的发病具有普遍性并为患者和个人带来沉重的负担,但我们目前对其发病的病理生理学的理解仍然不透彻。
大多数生物学过程是由基因的功能活性引起的。因此,研究与重度抑郁相关的基因功能变化和调节这种变化的分子因子也许会为我们提供理解重度抑郁相关的分子机制提供途径。在过去的几十年中,我们对基因组结构和组织的功能理解取得了很大进展[274-280]。重要发现在于,绝大多数哺乳动物基因组产生RNA;然而,估计只有1%的哺乳动物基因组能够编码蛋白质[281]。不编码任何蛋白质的RNA被称为非编码RNA(ncRNA),并且已被证实具有生物学相关功能,包括调节作用和管家基因角色[282]。对于已经提出具有调节功能的ncRNA,如调节基因表达,也越来越受到研究者的重视。
基于200个核苷酸的长度阈值,ncRNA进一步分为小的或长的ncRNA。小的ncRNA小于200个核苷酸,具有不同的亚组,包括miRNA,siRNA,snRNA,snoRNA和piw i-相互作用RNA(piRNA)。长ncRNA定义为大于200个核苷酸的那些,不能够编码蛋白质。rRNA和tRNA也是众所周知的ncRNA,其在RNA翻译中起到管家功能的作用。目前已证实ncRNA具有多种功能,但通常主要涉及转录后基因调控。在ncRNA中,目前只研究过miRNA和长链ncRNA在重度抑郁症中的作用。因此,在精神病学中尚未探索所有其他种类的小ncRNA的潜在作用。然而,一种称为snoRNA的小型ncRNA是有希望的,原因在于这些分子具有相对容易理解的作用机制。在这篇综述中,我们将讨论关于ncRNA在重度抑郁症中的研究进展。(https://www.daowen.com)
迄今为止,已发表的探索ncRNA在重度抑郁中的研究大多数都是针对miRNA,关于lncRNA与重度抑郁的研究寥寥无几。此外,许多研究是使用抑郁症的啮齿动物模型进行的,所以可以直接操作及对脑组织进行研究,从而可以对结果进行全面的表征和随访。在本章中,我们将回顾关于抑郁症动物模型和人类重度抑郁中研究报告的结果及自杀行为,因为重度抑郁与自杀密切相关,大多数自杀事件发生在严重抑郁症发作期间[283]。为了帮助读者理解大量信息,根据miRNA所针对的基因对这些发现进行分组和呈现,涉及的所有基因在之前已被确定与重度抑郁相关。在进一步研究之前,我们将首先提供一些关于研究ncRNA的方法学的重要背景知识。
(2)关于ncRNA的研究方法
检测ncRNA表达水平的方法包括从高通量技术(包括RNA测序和微阵列)到低通量和更敏感的检测方法,如定量逆转录PCR(qRT-PCR)。高通量技术通常用于初始发现差异表达的ncRNA,如与精神病学正常对照组相比,患重度抑郁的个体内表达ncRNA存在差异。发现表达显著差异的ncRNA需要使用更具体的定量技术(qRT-PCR或靶向测序)进行技术验证以增加置信度并复制候选ncRNA的差异表达。后续的实验通常是指鉴定分子机制,该分子机制适合被分析的特定种类的ncRNA,因为每种都具有特定功能。对于miRNA表征,计算机模拟目标分析通常是第一步,其中候选miRNA的潜在靶标是通过miRNA种子区域与m RNA的3′UTR区域之间的互补来确定。在计算机模拟目标预测之后,需要后续体外实验来验证miRNA-mRNA相互作用,这通常使用荧光素酶测定来验证。还进行miRNA敲低测定,然后对预测靶标进行基因表达谱分析,这些一起提供了miRNA与其靶基因之间关系的进一步证据,因为miRNA降低了靶m RNA水平[284]。