精神分裂症患者外周血淋巴细胞端粒长度的变化

端粒是位于真核细胞染色体末端的简单串列六聚体重复序列，保护线性染色体不降解和融合，参与细胞分裂过程和维持基因组的稳定性。在每次细胞分裂时，由于染色体末端复制不完全，端粒缩短了[1]。此外，端粒容易受到核酸酶和其他破坏因素的影响。端粒缩短加速促进细胞遗传不稳定，复制细胞老化[2,3]，细胞周期或凋亡的停止和肿瘤转化在体外而且在活的有机体内(4、5)。因此，端粒参与了各种疾病(先天性疾病、获得性造血系统疾病、年龄相关疾病)的发病机制和临床进展[6,7]。

文献展示了证明端粒缩短和体内病理过程之间关系的工作。发生恶性肿瘤和衰老过程的风险增加与端粒长度的变化有关[8-11]。外周血白细胞端粒缩短随着体重的增加和胰岛素抵抗的增加而加速[12,13]。研究还发现，不仅体重增加，瘦素水平和吸烟也与端粒变短显著相关[8,14]。此外，冠心病和痴呆患者的端粒较短[15-18]。精神分裂症是一种进行性精神疾病，其特征是分离的情绪和认知的精神过程，大多数精神分裂症病例发生在15至35岁的年轻人。与一般人群相比，精神分裂症患者的寿命较短。氧化应激、线粒体功能障碍和炎症过程被认为是精神分裂症加速衰老的主要原因[19,20]。

端粒长度(TL)的减少被认为是与年龄相关的生物学标记之一，可因精神分裂症的共病而加速。在文献中，关于端粒长度与精神分裂症的关系有相互矛盾的数据。许多研究表明，精神分裂症患者的外周血白细胞端粒比属于或非属于该患者家庭成员的健康人群更短[21,22]。在病程较重、病程较长、精神病症状频繁复发以及对[23]治疗反应较差的慢性精神分裂症患者中，端粒长度明显缩短。Nieratschker等人、[24]Savolainen等人的研究结果表明，精神分裂症患者的白细胞端粒比没有这种疾病的人更长。其他研究[25-29]未检测到精神分裂症患者端粒长度缩短。

由于文献中存在诸多差异，我们决定对精神分裂症患者血液样本中的端粒长度进行自己的研究，并确定精神分裂症患者端粒长度与加速衰老之间的关系。

本研究使用32例精神分裂症合并精神病患者的血液样本，其中14例为女性样本(43.75%)，18例为男性样本(56.25%)，年龄在17 ~ 51岁(平均年龄为27.75±8.05岁)，在“Rosa”精神科诊所和莫斯科市精神科第一临床医院接受治疗。31例研究时无急性疾病和慢性疾病加重的患者的血液样本作为对照，其中14例女性(45.16%)和17例男性(54.84%)，年龄16 - 51岁(平均年龄为34.12±8.38岁)。所有的受访者都以俄语为母语，并自愿参与了这项研究。

用蛋白酶K和酚氯仿的标准方法从静脉血中分离DNA。高分子量DNA在室温下干燥，溶解于TE缓冲液中，以这种形式保存于-20℃。所有的DNA提取都是由一个研究者完成的。

在NanoDrop 1000分光光度计上，以双链DNA分析模式- dsDNA-50估计提取的DNA量。用NanoDrop 1000分光光度计在双链DNA分析模式(dsDNA-50)下测定DNA浓度时，以260/280波长之比评价DNA质量。

根据文献[30]的原始协议，采用实时聚合酶链式反应(qPCR)方法分析淋巴细胞片段中的端粒长度，使用特异性引物，在qPCR过程中不形成二聚体，因为它们与端粒重复序列不完全互补:tel1: 5'-GGTTTTTGA gggtgagggtgagggtgagggtgagggtgagggtcccgactatccctatccctatccctatccctatcccta -3'。

样品中的平均端粒长度根据原始方法计算，使用校准器稀释，校准器是由84个成员的合成寡核苷酸组成的TTAGGG端粒重复序列。每个基因组的平均端粒长度是通过将端粒重复序列的拷贝数归一化为肌生成抑制素基因(T/S)的拷贝数来计算的，该基因位于染色体12号上，以单个拷贝的形式呈现在细胞中。

使用以下引物扩增肌肉生长抑制素基因:36B4u: 5'-CAGCAAGTGGGAAGGTGTAATCC-3';36 b4d: 5“CCCATTCTATCATCAACGGGTACAA-3”。

通过T/S指数来评估端粒相对长度，T/S指数是端粒重复序列拷贝数与肌生成抑制素基因拷贝数的比值。数据处理采用MS Excel和Statistica 10.0软件包，信度取p< 0.05。

根据Kolmogorov-Smirnov和Liliefors标准评估一般样本和组、患者和健康者端粒长度分布的正态性时，得到p>0·20值;因此，不能认为该分布为正态分布，因此，采用非参数统计方法对阵列进行处理。

在全部样本中，端粒平均长度为0.83±0.066，而Mann-Whitney检验未显示男女差异(U= 446.5, p= 0.55)。通过Spearman标准的评估显示，年龄指标和端粒长度之间存在可靠的弱直接关系，R= 0.26, p= 0.004(图1)。

图1:总样本中“年龄”和“端粒长度”指标的相关矩阵。

精神分裂症患者血液中端粒平均长度为0.78±0.043，按Mann-Whitney标准，男女差异无统计学意义(U=122, p= 0.89)。对照组血液中端粒平均长度为0.89±0.029，根据Mann-Whitney标准，男女差异无统计学意义(U=75, p= 0.08)。在精神分裂症患者和对照组中，相关分析均未发现年龄与端粒长度的关系。

精神分裂症患者与对照组的端粒长度经Mann-Whitney检验比较有显著性差异(U=7·5,p=0·001)，在对照组的血液样本中，相对端粒长度平均高于精神分裂症患者(图2)。

图2:“病例”组和“对照组”的端粒长度分布。

考虑到精神分裂症的大多数病例发生在15 - 35岁的年轻人中，我们对该年龄组的端粒相对长度进行了分析，发现55.6%的男性(0.74±0.030)和44.5%的女性(0.73±0.022)的端粒显著缩短，年龄在17 - 27岁之间，这可能预示着早期衰老。

端粒缩短加速与精神分裂症之间可能的联系是由几个因素造成的。首先，端粒在衰老过程中缩短，在神经退行性疾病患者，特别是精神分裂症患者中，白细胞端粒长度较短。其次，在一些研究中，精神分裂症患者神经退行性变过程中伴随炎症的发生与端粒长度的关系。第三，氧化应激导致端粒长度缩短在体外(19到24)。

此外，其中一个假设是基于精神分裂症和各种躯体疾病的共同遗传基础的假设。因此，遗传研究的分析表明精神分裂症和血脂异常之间存在多向性，以及精神分裂症和自身免疫性疾病、心血管疾病和2型糖尿病[31]之间的遗传关系。最近的一项研究表明，一种参与离子通道功能的基因与患精神分裂症和心血管疾病[32]的风险增加有关。

宫内疾病通过下丘脑-垂体-肾上腺轴(ghn -轴)的失调与成人精神障碍相关，这导致糖皮质激素水平升高和炎症。神经系统发育障碍(宫内感染、产妇饥饿、宫内生长迟缓、剖宫产以及产前和围产期缺氧)被认为会导致神经组织的破坏和精神分裂症风险的增加[33]。宫内发育障碍假说暗示了宫内发育异常、精神分裂症风险和躯体疾病之间的重要生物学关系。

文献中指出，端粒长度减少到临界水平以下会导致一系列代谢过程，导致细胞凋亡、基因组组织的不稳定和能量过程调节关键环节的不平衡。特别是，p53肿瘤抑制基因的激活，PGC-1 α功能的抑制，该功能在线粒体中氧化磷酸化和抗氧化防御反应中控制ATP生物合成。

我们的研究结果显示，精神分裂症患者血液样本的相对长度与对照组有显著差异，在对照组中端粒长度占优势。在17到27岁的精神分裂症患者的血液样本中，端粒长度明显缩短，这表明这是由过早衰老引起的。端粒长度指标可作为疾病早期生物衰老加速的标志。