科研 | 伊朗Shahid Beheshti医科大学：lncRNA在难治性和非难治性癫痫患者中的表达分析
编译：刘宁，编辑：十九、江舜尧。
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近年来，随着对非编码RNA的认识逐渐深入，越来越多的证据证明长链非编码RNA（lncRNA）参与了各种疾病的发生及发展。多项研究表明lncRNA在大脑中表达并参与了神经发育、疾病发生等各种过程，包括退化性疾病、癫痫等。已有研究证明了lncRNA的异常表达并与核因子NF-κB相关，基于NF-κB参与的信号途径在癫痫中发挥重要的作用，本文利用定量实时PCR评估了癫痫患者与健康受试者外周血中NF-κB相关lncRNA的表达差异，其结果为癫痫中lncRNA重要的调控作用奠定基础，并对其作为癫痫诊断生物标志物的可能进行了评估。
论文ID
原名：Expression Analysis of lncRNAs in Refractoryand Non-Refractory Epileptic Patientsn
译名：lncRNA在难治性和非难治性癫痫患者中的表达分析
期刊：Journal of Molecular Neuroscience.
IF：2.577
发表时间：2020.01.03
通讯作者：Arezou Sayad 和 Mohammad Taheri
通讯作者单位：伊朗Shahid Beheshti医科大学
DOI号：doi.org/10.1007/s12031-019-01477-8
实验设计
对80例癫痫患者（40例难治性和40例非难治性）和40例正常血液样本进行采集，其中非难治性患者在采样前6个月未发作，难治性癫痫患者服用过三种抗癫痫药物但仍发作，所有患者取样前均服用抗癫痫药。采集3mL外周血利用提取RNA，反转录合成cDNA第一条链，用于检测lncRNA的表达（包括ANRIL、NKILA、MALAT1、UCA1、THRIL、DILC、PACER，内参基因为B2M）。利用Bayesian回归模型进行统计分析，研究不同组之间的表达差异，通过95％可信区间评估统计学意义。
结果
受测者的一般统计数据
表2显示受测者的一般统计数据。在对照组、难治性和非难治性组中，年龄的平均（±标准差）分别为33.92（±9.03）、36.76（±7.73）和32.8（±11.91）。
表达研究
组间除DILC和MALAT1之外所有被评估的lncRNA的表达均存在显著差异（图1）。
与对照组相比，UCA1在难治性和非难治性组中均有显著较高的表达，其中在非难治性患者中的表达高于难治性患者。当以性别为基础进行统计分析时，除了男性非难治性和难治性亚组，UCA1的表达差异在其他亚组分析中均显著。
与对照组相比，难治性和非难治性组中NKILA和ANRIL的表达水平均较高。但是这两个lncRNA的表达水平在难治性和非难治性组之间没有差异。这两种lncRNA基于性别的分析显示了相似的结果，只是在男性难治组和对照组之间ANRIL表达缺乏差异。与对照相比，难治性和非难治性组中THRIL的表达均显著降低。此外，与难治性患者相比，该lncRNA的表达在非难治性患者中较低。然而，在性别间未检测到显著差异。表3显示了用于比较研究组之间lncRNA表达的Bayesian回归模型的结果。性别与PACER、DILC和MALAT1相对表达之间的相互作用非常显著，在女性中非难治性患者的DILC表达高于难治性患者。女性非难治性患者的MALAT1表达低于对照组，女性非难治性患者的MALAT1表达与难治性患者相比。最后，在男性和女性亚组中，难治性患者中的PACER表达高于对照组，非难治性患者中的PACER表达高于对照组。然而，非难治性患者和难治性患者之间的比较仅在女性中显示出显著差异性。表4显示了用于比较PACER、DILC和MALAT1相对表达的Bayesian回归模型的结果。
相关分析
所有lncRNA的表达与研究参与者的年龄无关。lncRNA的表达水平之间存在强相关性。在UCA1和PACER之间以及UCA1和ANRIL之间检测到最强的相关性。图2显示了lncRNA的表达之间以及它们的表达与年龄之间的相关性。
ROC曲线
根据曲线下面积（AUC）值，THRIL、PACER和UCA1具有区分非难治组和对照组的出色能力（AUC值分别为0.949、0.933和0.929）。PACER还可以区分难治组和对照组（AUC = 0.826）。最后，THRIL可以将非难治性患者与难治性患者区分开，诊断力为0.825。表5显示了ROC曲线分析的详细数据。
讨论
与对照组相比，难治性和非难治性组中均检测到UCA1的显著较高表达。此外，UCA1在非难治患者中的表达高于难治性患者。在之前研究中也表明癫痫动物脑组织中UCA1和NF-κB的持续上调，而两者相互作用引起癫痫病，但这个研究在另外一个动物实验中得到了相反的结果，可能由于取样时间及样本量的限制。
与对照组相比，难治性和非难治性组中ANRIL的表达更高。据报道UCA1和ANRIL均上调了多药耐药蛋白ATP结合盒亚家族B成员1（ABCB1），ABCB蛋白具有诱导癫痫患者难治性的作用，预计癫痫患者中较高水平的UCA1和ANRIL可赋予难治性。但是，本研究在难治性和非难治性组之间没有发现ANRIL表达的显著差异。本研究中难治性患者的UCA1水平低于非难治性患者，可能暗示ABCB1和UCA1之间存在负反馈回路，其中难治性患者中较高的ABCB1水平导致UCA1表达下调。以上结果需要进一步实验证明。
与对照组相比，难治性和非难治性组中NKILA的表达更高。然而，该lncRNA的表达水平在难治性和非难治性组之间没有差异。NKILA的表达由NF-κB诱导，癫痫患者中NKILA的较高表达可能是由于癫痫患者中NF-κB信号的过度激活所致。
与对照相比，THRIL在难治性和非难治性组中的表达均较低，与难治性患者相比，THRIL的表达在非难治性患者中较低。THRIL在诱导TNF-α基因表达中起关键作用，TNF-α在动物模型的癫痫发生中具有重要作用。而且，这种细胞因子是癫痫发作后大脑皮质、杏仁核和海马中过表达的细胞因子之一。之前研究发现癫痫患者THRIL的表达低可能是由于TNF-α对其表达的抑制作用。另外，THRIL在癫痫症中的作用可能与其在TNF-α表达调节中的作用无关，因为该lncRNA已显示出可调节与先天免疫反应有关的其他免疫相关基因的表达。基于先天免疫失调在癫痫中的作用，THRIL可能会影响这种神经系统疾病的多个方面。
研究发现性别与PACER、DILC和MALAT1的相对表达之间存在显著相互作用。在女性中，非难治性患者的DILC表达高于难治性患者。DILC参与了TNF-α/NF-κB信号传导与IL-6/STAT3级联反应的调控，从而参与了癫痫的发病机制。观察到的基于性别的DILC表达模式差异可能由性别在调节免疫应答中的作用来解释。
女性非难治性患者的MALAT1表达低于对照组，女性非难治性患者的MALAT1表达高于难治性患者。MALAT1可以增强树突棘的密度，从而改变突触可塑性和神经元再生，与癫痫相关。对癫痫大鼠的研究表明，MALAT1的下调可以保护海马神经元免受自噬和凋亡的影响，因此癫痫患者中MALAT1的下调可能是神经元的保护机制。
最后，在男性和女性亚组中，难治性患者中的PACER表达高于对照组，非难治性患者中的PACER表达高于对照组。然而，非难治性患者和难治性患者之间的比较显示仅在女性中有显著结果。PACER通过阻断抑制性NF-κB复合物诱导COX-2基因表达。先前的研究表明，癫痫发作期间会产生过量的COX-2。尽管在癫痫性脑的某些区域中COX-2的过量产生导致与癫痫发作有关的脑部炎症，但COX-2抑制在癫痫中的治疗作用尚未被接受。这种失败可能与其他COX-2相关基因（如PACER）在癫痫患者中的过表达有关。
lncRNA的表达与研究参与者的年龄无关，但lncRNA的表达水平之间存在强相关性。其中最强的相关性是UCA1和ANRIL之间的相关性，这与这些lncRNA和ABCB1之间存在网络一致。
评论
lncRNA已被证明与神经精神疾病如癫痫病的发病机制有关。本研究评估80例癫痫患者（40例难治性和40例非难治性患者）和40例正常个体中8种lncRNA的表达，证明了癫痫患者外周血中lncRNA的失调，并且这种差异表达可以用于癫痫这种神经系统疾病的生物标记。其中许多lncRNA具有出色诊断能力，特别是在非难治性患者与对照的区分中。本研究结果可以表明lncRNA在癫痫发病中可能具有重要的调控作用，为深入研究其作用机制提供了参考，同时指出了不同类型的癫痫中lncRNA作为诊断生物标志物的可能。
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