cAMP反應元件結合蛋白基因與中國北方漢族人群精神分裂癥關聯研究

白麗娟，王繼禹，徐 勇，王 艷，張克讓，武克文*

(1.山西省榮軍精神康寧醫院，山西 太谷 030800；2.山西醫科大學第一醫院，山西 太原 030001

論著·臨床

cAMP反應元件結合蛋白基因與中國北方漢族人群精神分裂癥關聯研究

白麗娟1，王繼禹1，徐 勇2，王 艷1，張克讓2，武克文1*

(1.山西省榮軍精神康寧醫院，山西 太谷 030800；2.山西醫科大學第一醫院，山西 太原 030001

目的 探討cAMP反應元件結合蛋白基因多態性與中國北方漢族人群精神分裂癥之間的關系。方法 據《精神障礙診斷與統計手冊(第4版)》(DSM-IV)診斷標準收集山西省榮軍精神康寧醫院和山西醫科大學第一醫院精神衛生科門診及住院部符合精神分裂癥診斷標準的患者為研究組，同期收集符合入組標準且不符合排除標準的健康成年人為對照組，運用連接酶檢測-聚合酶連鎖反應(LDR-PCR)方法檢測1 230例精神分裂癥患者和1 120例健康成年人的CREB基因上單核苷酸多態性(SNP)rs6740584及rs10932201的等位基因和基因型分布情況，確定其與精神分裂癥是否相關。結果 rs6740584位點的基因型和等位基因在研究組和對照組間差異均無統計學意義(χ2=1.236，P=0.266；χ2=2.720，P=0.257)；rs10932201位點的基因型和等位基因在研究組和對照組間差異均無統計學意義(χ2=2.017，P=0.156；χ2=3.779，P=0.151)；兩組rs6740584與rs10932201在不同模型下的頻率分布均無統計學意義(P均>0.05)。結論 CREB基因rs6740584及rs10932201多態性與中國北方漢族人群精神分裂癥無關聯。

cAMP反應元件結合蛋白；精神分裂癥；基因多態性

精神分裂癥病因復雜，到目前為止其發病危險因素尚未完全闡明，有研究認為大腦神經發育障礙導致腦內存在微小的病理變化是發病的基礎；遺傳和環境因素在精神分裂癥的發病過程中起重要作用[1]。盡管病因復雜，但識別其可疑遺傳因素及生物環路仍顯得尤為重要。

轉錄因子環磷腺苷反應元件結合蛋白(Cyclic adenosine monophosphate response element binding protein，CREB)于1986年被Montminy等[2-3]發現，并從未分化的PC12細胞及小鼠腦組織中獲取[4]。磷酸化的CREB可增強多種靶基因的表達[5]，CREB基因位于2q34，是DNA活性轉錄因子家庭中的成員，被認為是神經元總的存活程序的可能調節物，在中樞神經系統中起著關鍵作用，動物研究顯示CREB在長時記憶形成中發揮重要作用[6]。1999年Kawanishi等[7]發現精神分裂癥患者CREB基因存在兩個突變位點(-933T→C和-413G→A)，這兩個位點分別位于啟動子區域，攜帶-933T→C位點的患者除具有一般臨床表現外，還具有一些特殊癥狀，說明該突變位點可能會影響基因功能。Forero等[8]綜合各種生物實驗和證據識別可能參與cAMP/PKA/CREB功能環路的可疑基因，通過對CREB等7種基因的48個單核苷酸多態性(Single nucleotide polymorphism, SNP)進行分析發現，CREB基因與精神分裂癥無關聯，但目前有研究發現在雙相障礙及精神分裂癥患者中CREB功能異常，Ren等[9]對大腦前額葉皮層及扣帶回區域的CREB蛋白、mRNA的表達及功能進行了研究，結果顯示精神分裂癥患者大腦扣帶回CREB蛋白、mRNA的表達及功能均低于對照組，提示大腦扣帶回CREB異?？赡芘c精神分裂癥有關。由此推測CREB基因也可能參與了CREB功能異常過程，可能與精神分裂癥相關。目前關于CREB基因多態性與精神分裂癥關聯的研究報道很少，為進一步探討CREB基因多態性與精神分裂癥的相關性進行本研究。

1 對象與方法

1.1 對象

研究組為2012年1月-2014年6月在山西省榮軍精神康寧醫院住院部、山西醫科大學第一醫院門診及住院部就診的精神分裂癥患者。入組標準：①符合《精神障礙診斷與統計手冊(第4版)》(Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, fourth edition, DSM-IV)精神分裂癥診斷標準；②年齡18～55歲；③中國漢族；④陽性和陰性癥狀量表(Positive and Negative Syndrome Scale，PANSS)評分≥60分；⑤患者本人及其監護人對本研究知情同意并簽署知情同意書。排除標準：①有嚴重的軀體或神經系統疾病者；②軀體疾病或神經系統疾病所致精神障礙者；③物質濫用或依賴者。符合入組標準且不符合排除標準共1 230例，其中男性739例(60.08%)，女性491例(39.92%)；平均年齡(47.3±11.6)歲。對照組為2012年1月-2013年12月在山西省榮軍精神康寧醫院及山西醫科大學第一醫院招募的健康成年人，包括正常志愿者、與患者無血緣關系的家屬、實習生及醫院職工。入組標準：①年齡18～55歲；②對本研究知情同意并簽署知情同意書。排除標準：①有精神疾病史者；②有重大軀體疾病史以及藥物濫用史者。符合入組標準且不符合排除標準共1 120例，其中男性633例(56.52%)，女性487例(43.48%)；平均年齡(45.2±10.1)歲。兩組性別(t=-1.941，P>0.05)差異無統計學意義，年齡(t=-4.682，P<0.01)差異有統計學意義。本研究經山西省榮軍精神康寧醫院倫理委員會審核批準。

1.2 方法

1.2.1 DNA提取

所有受試者的血樣標本全部采用K2EDTA導管進行收集。使用血樣DNA提取工具(Tiangen Biotech，中國北京)從150 uL外周血中提取基因組DNA，提取結束后將DNA標本保存于-80°超低溫冰箱用于基因型分析。

1.2.2 選擇檢測位點

通過查詢NCBI網站(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)，查到CREB中等位基因頻率>0.30的SNP(rs6740584、rs10932201)，且該位點在中國人群中已有研究。

1.2.3 SNP基因分型

每個SNP的基因型使用上海Biowing Applied Biotechnology Co.Ltd(www.biowing.com.cn) 連接酶檢測-聚合酶連鎖反應Ligase Detection Reaction-Polymerase Chain Reaction(LDR-PCR)方法。從臨床樣本中提取的DNA首先通過多樣化的PCR方法獲得PCR產物，包含所要測序的SNP位點。PCR產物和LDR探針被用于進行多樣化的LDR反應，之后通過DNA序列分析儀檢測得到產物。為了檢測這個操作的有效性，大約10%的樣本被隨機抽取后使用相同的步驟進行重測，結果顯示重測樣本與大樣本的結果一致。

1.3 統計方法

采用PLINK統計學軟件(http://pngu.mgh.harvard.edu/purcell/plink)進行Hardy-Weinberg equilibrium(HWE)檢測、病例組和對照組基因型及等位基因頻率計算，采用SPSS 17.0軟件對病例組及對照組多態性位點不同模型進行比較。

2 結 果

2.1 H-W平衡檢驗

rs6740584(χ2=2.174、χ2=0.048)、rs10932201(χ2=0.523、χ2=0.838)多態性在研究組和對照組均符合H-W平衡(P均>0.05)。

2.2 兩組rs6740584基因型和等位基因頻率比較

研究組與對照組rs6740584位點的基因型比較差異無統計學意義(P>0.05)，等位基因頻率兩組比較差異也無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 兩組CREB rs6740584基因型和等位基因頻率比較

注：C為胞嘧啶，T為胸腺嘧啶

2.3 兩組rs6740584顯性及隱性模型下頻率比較

研究組與對照組CC+CT/TT模型頻率比較差異無統計學意義(P>0.05)，CC/CT+TT模型頻率兩組比較差異也無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 兩組CREB rs6740584不同模型下比較

注：C為胞嘧啶，T為胸腺嘧啶

2.4 兩組rs10932201基因型和等位基因頻率比較

研究組與對照組rs10932201位點的基因型比較差異無統計學意義(P>0.05)，等位基因頻率兩組比較差異也無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 兩組CREB rs10932201基因型和等位基因頻率比較

注：A為腺嘌呤，G為鳥嘌呤

2.5 兩組rs10932201顯性及隱性模型下頻率比較

研究組與對照組AA+AG/GG模型頻率比較差異無統計學意義(P>0.05)，AA/AG+GG模型頻率兩組比較差異也無統計學意義(P>0.05)。見表4。

3 討 論

CREB是胞內與抑郁相關的幾個信號轉導通路中的一個交匯點[10-11]，環磷酸腺苷(cAMP)通路、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路、鈣依賴蛋白激酶(CaMK)通路和葡萄糖合激酶3(GSK-3)通路形成了CREB的4條上游通路，這4條通路最終調節其下游通路的腦源性神經營養因子(brain derived neurotrophic factor，BDNF)等基因的表達，影響神經元的可塑性及神經遞質的合成[12]。CREB作為一種真核生物細胞核內調控因子，在神經元再生、突觸可塑性及學習記憶等方面具有重要調節作用，CREB被認為與早期海馬祖細胞分化、存活和遷移有關[20-21]。

1999年Kawanishi等[7]發現攜帶CREB-933T→C突變位點的精神分裂癥患者除具有一般臨床表現外，還具有一些特殊癥狀。本研究結果發現無論是rs6740584還是rs10932201，其基因型和等位基因頻率均無統計學差異，之后研究人員建立顯性模型與隱性模型進行比較，同樣未發現任何陽性結果，這與Forero等[8]的研究結果基本一致。本研究在一定程度上表明中國北方漢族人群精神分裂癥可能與CREB基因多態性無關，而與發病過程中的其他影響因素有關，由于本研究設計之初是為了證實CREB基因多態性是否與精神分裂癥自殺行為相關，經查閱文獻未發現-933T→C突變位點與自殺行為相關，故未對該位點進行研究，在未來的研究中我們將進一步研究是否攜帶CREB-933T→C突變位點的中國人群也具有上述特殊癥狀。

表4 兩組CREB rs10932201不同模型下比較

注：A為腺嘌呤，G為鳥嘌呤

眾多神經細胞內信號轉導通路均能交匯并參與誘導CREB的激活，且CREB的總蛋白量能被某些外界因素調節，例如應激因素或某些人為刺激因素[13-15]，而僅有磷酸化的CREB(phospho-CREB，pCREB) 方能作為轉錄激活因子發揮作用。CREB蛋白含有許多磷酸化位點，其中Ser-133的磷酸化位點尤為重要，當CREB蛋白的Ser-133點突變時，將導致CREB蛋白的失活[16]。除此之外Lee等[17]研究發現抗抑郁藥對CREB磷酸化也有影響。CREB分子中與其轉錄活性相關的功能結構域包括KID區、X區、α區、Q1區、Q2區，其中KID區含有大量蛋白激酶磷酸化位點，因此，KID區的磷酸化是CREB活化的關鍵，并且僅在CREB活化后通過暴露Q1和Q2區，才能誘導相關目的基因轉錄的發生[22]。

既往研究發現精神分裂癥及雙相情感障礙患者CREB蛋白功能存在異常，Ren等[9]在既往研究基礎上對CREB在精神分裂癥及雙相情感障礙患者背外側前額葉皮質和扣帶回區域的mRNA及CREDNA表達及功能進行研究，發現精神分裂癥患者扣帶回CREB、mRNA及CREDNA表達下降。動物模型顯示DISC1(Disrupted in Schizophrenia 1)作為內表型與精神分裂癥相關[18]，進一步研究顯示敲除DISC1后使CREB蛋白活性增強[19]。

綜上所述，CREB活化受許多因素影響，精神分裂癥腦區蛋白表達下降可能與應激、外界刺激和DNA甲基化等因素有關，今后將進一步了解可能影響CREB表達及信號轉導通路的因素，深入了解其內在機制，繼續探索精神分裂癥發病機理，為其早期預防奠定基礎。

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(本文編輯：陳 霞)

Association between a polymorphism in the promoter region of the cAMP (response element binding protein) gene and schizophrenia in north han Chinese patients

BaiLijuan1,WangJiyu1,XuYong2,WangYan1,ZhangKerang2,WuKewen1*

(1.ShanxiRongjunPsychiatricCorelleHospital,Taigu030800,China; 2.FirstHospitalofShanxiMedicalUniversity,Taiyuan030001,China

*Correspondingauthor:WuKewen,E-mail:sxtgwkw@126.com)

Objective To explore the association between a polymorphism in the promoter region of the cAMP (response element binding protein) gene and schizophrenia in north han Chinese patients.Methods Recruited inpatients and outpatients who conform to the diagnostic criteria of schizophrenia with DSM-IV from Shanxi Rongjun Psychiatric Corelle Hospital and First Hospital of Shanxi Medical University were study group, at the same time, collected health adults formed the control group. Ligase Detection Reaction-Polymerase Chain Reaction (LDR-PCR) was used to detect the rs6740584 and rs10932201 polymorphism of CREB in 1 230 schizophrenia patients and 1 120 health adults. The allele, genotype distribution and different model of CREB gene SNP were detected to determine the association between CREB and schizophrenia.Results No significant distribution difference of the genotype and allele of rs6740584 and rs10932201 of CREB were found between two groups (χ2=1.236,P=0.266;χ2=2.720,P=0.257;χ2=2.017,P=0.156;χ2=3.779,P=0.151).Conclusion No association is found between CREB SNP rs6740584 or rs10932201 and schizophrenia in north han Chinese population sample.

Cyclic adenosine monophosphate response element binding protein; Schizophrenia; Gene polymorphism

優撫醫院部級課題(2012MZBAJ030)；山西省衛生廳課題(201302054)

R749.3

A

10.11886/j.issn.1007-3256.2016.06.006

2016-10-10)

*通信作者：武克文，E-mail：sxtgwkw@126.com)