5-HTT基因甲基化與抑郁癥的相關性研究

   導讀：研究提示，5-HTT基因甲基化可能影響5-HT轉運蛋白的轉錄率，進而影響抑郁癥的發生。我們就5-HTT基因甲基化與抑郁癥的相關性研究進行綜述，為抑郁癥的病因學研究提供方向。

很多學者認為，基因與環境因素相互作用共同影響抑郁癥的發生，諸多研究也提示，DNA甲基化可能在抑郁癥發病過程中起重要作用，但其具體機制認未被闡明。5-羥色胺轉運體（5-HTT）不僅對突觸間隙5-羥色胺轉運體（5-HTT）濃度具有調節作用，而且是選擇性5-HT 再攝取抑制劑（SSRIs）的作用靶點，是目前研究的熱點基因之一。研究提示，5-HTT基因甲基化可能影響5-HT轉運蛋白的轉錄率，進而影響抑郁癥的發生。我們就5-HTT基因甲基化與抑郁癥的相關性研究進行綜述，為抑郁癥的病因學研究提供方向。

 

一、DNA甲基化機制

DNA甲基化是表現遺傳的重要修飾方式之一。哺乳動物中，DNA甲基化主要發生在CpG二核苷酸中胞嘧啶的第五位碳原子上而CpG二核苷酸在基因啟動子區的CpG島較為密集。雖然大部分基因的CpG島未甲基化，但在衰老、環境因素或疾病發生過程中，某些基因可以在DNA甲基轉化酶的作用下使CpG島發生甲基化修飾，下調基因表達，其可通過結合甲基胞嘧啶結合蛋白2改變染色質結構并募集轉錄抑制因子導致基因表達沉默。DNA基因甲基化與X染色體失活、印記基因現象有關，異常的印記基因表達會導致神經發育性疾病。

 

二、抑郁癥相關基因的甲基化研究

抑郁癥具有癥狀復雜、時間維持長、對抗抑郁癥治療反應滯后等特點，目前認為這種持續性是由逐漸發展但穩定存在的適應性變化介導的，其中可能包括表現遺傳調節。Mill和Petronis認為，表現遺傳機制參與了參與抑郁癥的發病，Sales等的研究提示，DNA甲基化是調控抑郁樣行為的重要表現遺傳機制。

 

Lee德國的研究提示，非選擇性抗抑郁劑、MAO抑制劑能增加H3-K4甲基化水平，導致某些基因轉錄受到抑制。Weaver等通過對2種雌鼠糖皮質激素受體外顯子 與神經生長因子誘導因子A共有結合序列一些CpG位點甲基化狀態的比較，發現low-LG-ABN雌鼠的后代這些位點的甲基化程度較高。Oberlander等研究顯示，新生兒NR3C1基因甲基化狀態對孕婦產前的情緒狀態敏感。Zhang等研究顯示，母鼠撫摸可改變谷氨酸脫羧酶1啟動子區甲基化狀態，進而影響 -氨基丁酸系統發育。Keller研究顯示，Wernicke腦區中腦源性神經生長因子（BDNF）啟動子區域第4外顯子超甲基化，可引起或導致BDNF表達下調。Rotter等的研究提示，食欲激素A RNA表達越少，漢密爾頓抑郁量表（HAMD）評分越高，抑郁癥狀越重，而言HAMD評定的抑郁癥狀與食欲激素A甲基化、表達相關。

 

以上研究提示，DNA甲基化與抑郁癥發病關系密切，但其確切機制還有待進一步研究。

 

三、5-HT系統與抑郁癥關系的研究

1. 5-HT系統與抑郁癥：大多數研究證實中樞神經系統內5-HT缺乏，可能與抑郁癥的發病有關。因此與編碼控制5-HT合成、釋放、攝取和代謝有關的基因成為研究抑郁癥發病機制的候選基因。在5-HT的代謝過程中，5-HTT可從突觸間隙中移除5-HT進而決定突觸后膜受體介導信號的和持續時間，在5-HT神經遞質傳遞的微調中起關鍵作用，同時也是SSRIs的作用靶點。

 

2. 5-HTT啟動子區多態性（5-HTTLPR）與5-HTT啟動子轉錄活性的關系：人類的5-HTT基因（solute carrier family6，SLC6A4）位于17q11.1~12區域，長約31kb，包括14個外顯子。目前已經發現了5-HTTLPR、內含子2區串聯重復多態性和 端非編碼區3個主要多態位點。國內外對5-HTT基因多態性（特別是5-HTTLPR）與抑郁癥的關聯已經較多，SLC6A4轉錄啟動部位上游約1kb處，有S/L 2個等位基因，S等位基因限制SLC6A4啟動子的轉錄活性，導致5-HTT的低表達，降低了蛋白產物，增加了應激狀態下重性抑郁障礙的易感性。Kinnally等證書5-HTT啟動子多態性S等位基因預示5-HTT低表達。然而Risch等通過對26項關于5-HTTLPR多態性與應激性生活事件增加抑郁癥發病風險的報道的薈萃分析顯示，生活中的應激事件與抑郁發生顯著相關，但5-HTTLPR基因型與抑郁發生不相關。

 

四、5-HTT基因甲基化與抑郁癥的正相關應激

在5-HTT基因啟動子區、第一外顯子周圍存在一個長約799bp的CpG島，含有81個CpG位點。此CpG島是基因-環境相互作用的候選區域，對表現遺傳學修飾敏感，但其在精神疾病中的作用還不清楚。Roth等的研究提示，甲基化在SLC6A4的表達調控中起重要的作用，因此SLC6A4常被選作靶基因。Miller等研究顯示，早期生活事件可能降低5-HTT表達，其影響可持續到成年。Ansorge等認為，中樞5-HT可能通過改變嬰兒期SLC6A4調控區域甲基化狀態，對兒童的情感發育產生長期的影響。Philibert等研究顯示，5-HTT啟動子區CpG島甲基化與mRNA轉錄相關聯，5-HTT甲基化是5-HT功能的重要調節因子，而且5-HTT甲基化程度與5-HTTLPR基因型相關聯。啟動子區L/L等位基因的甲基化比含有S等位基因的L/S、S/S甲基化數量少，L/S、S/S等位基因型之間的甲基化程度差異無統計學意義。Philibert等認為，遺傳學與表型遺傳學機制共同影響5-HTT的轉錄率，抑郁癥患者SLC6A4甲基化有增高趨勢。Devlin等研究提示，孕26周時孕婦抑郁癥狀加重，同時SLC6A4啟動子甲基化狀態顯示降低；甲基化的降低可能導致SLC6A4表達和5-HTT活性增加，導致5-HT再攝取增加和突觸間隙中的5-HT減少，然而Olsson等認為抑郁癥狀可能與口頰細胞中5-HTT基因甲基化狀態機5-HTTLPR攜帶S等位基因時，抑郁癥狀通常伴隨口頰細胞5-HTT基因高甲基化，在表達細胞中5-HTT基因完全或部分甲基化，降低了5-HTT活性。

 

動物實驗證實，藥理阻斷出生后小鼠的5-HTT，會導致成年后抑郁發作和5-HTT表達降低，提示重要時期5-HT攝取的短暫降低可長期影響大腦和情感發育。發育重要時期5-HTT基因功能下降可產生情感和行為異常，而成熟個體長期應用SSRIs類藥物也降低5-HTT的功能，切改善了焦慮和抑郁癥狀。Ansorge等針對以上問題展開了研究，結果顯示小鼠出生后4~21d的大腦發育狀況相對于人類妊娠9個月至幼童時期的發育狀態，這個時期應用SSRIs類藥物，之后可能會引起患情感障礙的意外風險。然而其機制還不清楚，需要進一步研究來闡明。Kinnally等研究顯示，獼猴5-HTT基因CpG甲基化可能調停或者選擇性的調控基因基因型、早期生活事件對5-HTT表達和行為的影響。以上以及提示，早期生活應激可能改變5-HTT表達或SLC6A4調控區域的甲基化狀態，對情緒、行為發育產生持久的影響。DNA甲基化可能是調控抑郁樣行為的重要表現遺傳機制，5 -HTT甲基化可能通過調控5-HTT mRNA表達以影響抑郁癥狀的發生，但其確切的機制還有待進一步研究探索。

 

目前，國內尚未探索到關于5-HTT啟動子區甲基化與抑郁癥的研究報道，但研究者針對5-HTT基因啟動子區甲基化與神經分裂癥的相關性進行了初步探索。董燕等研究提示，精神分裂組與對照組5-HTT啟動子其CpG島甲基化水平差異無統計學意義，按性別分成后發現患者組內男女之間甲基化水平有差異，而對照組內無差異；張海生等運用甲基化特異性聚合酶鏈反應和直接測序發對62例精神分裂癥Ⅰ型患者、38例Ⅱ型患者和50例健康者5-HTT基因啟動子區CpG島甲基化狀態進行檢查，結果提示5-HTT基因啟動子區CpG島高甲基化可能是精神分裂癥Ⅰ型的發病機制之一。

 

綜述所述，5-HTT基因甲基化可能通過調節其基因的表達，進而影響突觸間隙中5-HT的濃度，在抑郁癥狀發病中起重要作用，尚需進一步研究來證實。雖然精神疾病有組織特異性，只有對特點腦區的細胞進行表觀遺傳分析才能直接說明這些腦區的表觀遺傳改變在精神疾病中所起的作用，且存在腦組織的不易獲取性、表觀遺傳學研究技術尚不夠成熟等困難，但表觀遺傳學，特別是DNA甲基化為抑郁癥病因學研究提供了新方向，為抑郁癥的診斷與腫瘤提供新的可能靶點。（參考文獻：孫紅立 施梅 《5-羥色胺轉運體基因甲激化與抑郁癥的相關性研究》 《中華神經科雜志》2013年2月  第46卷  第1期）

TAG：抑郁癥 5-HTT基因甲基化 DNA甲基化