《SCIENCE ADVANCES》：Differential SP4 expression and HSP60 abundance in buccal swabs from patients with schizophrenia
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为探索易于获取、可辅助精神分裂症（SCZ）诊断与治疗分型的生物标志物，本研究通过qPCR和质谱分析发现，SCZ患者颊细胞中Sp4mRNA表达和HSP60蛋白丰度显著升高，并与认知障碍（如HVLT-R识别能力差）及症状严重程度相关。这些发现支持颊拭子检测作为识别SCZ特定亚组的潜在工具。
精神分裂症是一种致残性慢性精神疾病，给全球带来了巨大的疾病负担。然而，其诊断目前完全依赖于行为学标准，治疗也多是“试错”式的对症处理，缺乏针对疾病背后生物学机制的客观指标。这种困境很大程度上源于精神分裂症本身的高度异质性和多基因特性。因此，寻找易于获取、能够反映疾病内在病理生理、甚至帮助划分患者亚型的生物标志物，成为了改善诊疗现状的迫切需求。
在这一背景下，一项发表在《SCIENCE ADVANCES》上的研究另辟蹊径，将目光投向了我们口腔内的颊黏膜细胞。研究人员之所以选择颊拭子，是因为它采集便捷、无创，且颊上皮与中枢神经系统有着共同的胚胎起源（均来自外胚层），在发育过程中相互影响。这提示，颊细胞或许能“镜像”反映大脑在某些生物学过程中的状态。
为了验证这一设想，研究团队招募了27名精神分裂症（SCZ）患者和27名在年龄、种族、性别上匹配的健康对照（CTRL）受试者。他们从受试者口腔采集颊细胞，并运用了多项技术进行深入分析：首先，通过实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR）检测了与精神分裂症风险相关的基因（如Sp4, NOS1AP, RASD1）的mRNA表达水平。其次，为了探索更广泛的蛋白质变化，他们对一部分样本进行了无标记定量（LFQ）蛋白质组学分析和靶向质谱（tMS）分析。与此同时，所有参与者都接受了一系列标准的临床访谈和认知功能测试，包括评估工作记忆的AX连续操作任务（AX-CPT）、评估视觉整合的随机朝向视觉整合（JOVI）任务、评估言语学习和记忆的霍普金斯词语学习测验修订版（HVLT-R），以及用于评定症状严重程度的阳性和阴性症状量表（PANSS）。通过将分子生物学数据与临床表现数据进行关联分析，研究者旨在发现具有潜在临床应用价值的生物标志物。
患者与精神分裂症相关的认知缺陷和症状
研究确认了SCZ患者组在AX-CPT任务的反应时间和部分试次（AX, BX）的错误率上显著差于对照组，在HVLT-R任务的总回忆、延迟回忆、保持力和识别辨别等多个维度上也表现出显著缺陷。PANSS评分显示，SCZ患者在所有症状维度（阳性、阴性、认知、兴奋、抑郁等）上的分数均显著高于对照组。
精神分裂症患者颊细胞拭子中的Sp4 mRNA水平显著高于对照组
RT-qPCR结果显示，SCZ患者颊细胞中Sp4mRNA的表达水平显著高于CTRL受试者，而NOS1AP和RASD1的mRNA水平在两组间无显著差异。这表明Sp4mRNA的上调与精神分裂症相关，可能成为一种潜在的诊断生物标志物。
颊细胞拭子中较高的Sp4表达与AX-CPT中较慢的反应时间相关
尽管Sp4mRNA水平与AX-CPT和JOVI任务的准确性测量值无显著直接相关，但在控制了人口统计学变量后，多元线性回归分析显示，Sp4mRNA是预测AX-CPT任务中BX试次反应时间的一个显著因子。这表明颊细胞Sp4mRNA表达与工作记忆任务中的认知减慢有关。
较高的颊细胞Sp4表达与HVLT-R识别部分较差的表现相关
相关性分析发现，Sp4mRNA表达水平与HVLT-R任务中的识别辨别得分呈显著的负相关。多元回归分析进一步证实，在控制人口学变量后，Sp4mRNA能显著预测识别表现。这意味着Sp4mRNA表达越高，患者在信息编码和/或存储方面的损伤可能越严重。
颊细胞拭子中较高的Sp4表达与症状严重程度增加相关
研究发现，Sp4mRNA表达水平与PANSS量表中的阳性症状、阴性症状以及兴奋症状的严重程度呈显著正相关。回归分析支持了这些结果。这为颊细胞Sp4mRNA作为与精神分裂症临床表达相关的潜在生物标志物提供了额外支持。
患者颊细胞中线粒体和免疫通路发生改变
蛋白质组学分析揭示了SCZ患者与对照组之间在多个通路上的蛋白质丰度存在显著差异，其中最突出的是线粒体相关蛋白和免疫系统相关蛋白。这与既往关于精神分裂症中存在线粒体功能障碍和免疫激活的报告一致。
热休克蛋白60（HSP60）在精神分裂症患者的颊拭子中增加
在差异表达的蛋白质中，研究重点关注了热休克蛋白60（HSP60）。靶向质谱分析证实，平均而言，SCZ患者颊细胞中的HSP60蛋白丰度高于对照组（丰度变化倍数=1.77）。HSP60是一个精神分裂症风险基因的产物，并且其近端启动子含有两个GC盒，是转录因子SP4的预测靶标。
较高的颊拭子HSP60蛋白丰度与AX-CPT较差的表现、延迟回忆和保持力受损以及症状严重程度增加相关
相关性分析显示，HSP60丰度与AX-CPT任务中BX试次的错误率呈正相关，并且与所有试次类型（AX, AY, BX, BY）的反应时间呈正相关。此外，虽然HSP60丰度与HVLT-R各项得分的直接相关性不显著，但在控制了人口学变量后的回归分析中，HSP60丰度能显著预测HVLT-R的总回忆、延迟回忆和保持力得分。这些数据进一步支持将颊拭子中的HSP60蛋白丰度与Sp4mRNA结合使用，作为精神分裂症相关过程的指标。
本研究的主要结论是，在精神分裂症患者中，颊细胞Sp4mRNA和HSP60蛋白水平显著升高，并且与特定的认知缺陷（如工作记忆减慢、言语记忆识别障碍）和临床症状（阳性、阴性、兴奋症状）的严重程度相关。这些发现支持两者作为易于从颊拭子中获取的、用于定义精神分裂症患者亚组的候选生物标志物。
在讨论部分，作者深入阐述了这些发现的意义。SP4本身是顶级精神分裂症风险基因，且在神经元中扮演重要转录调控角色。颊细胞中Sp4mRNA的升高可能反映了其在中枢神经系统的异常调控。HSP60则位于线粒体功能障碍和免疫炎症反应这两个精神分裂症重要病理假说的交汇点。本研究中两者在颊细胞的变化，为精神分裂症的“外周标志物”研究提供了新思路。作者也坦诚指出了研究的局限性，如样本量较小、所有患者均在服药（药物可能影响基因表达和炎症标志物）、未能检测到SP4蛋白、以及生物异质性导致的患者数据重叠等。未来需要在更大规模、更多样化的队列中验证这些标志物，并考察其对精神分裂症的特异性及其在疾病分型（如B/SNIP生物型）中的应用价值。
总之，这项研究创新性地利用无创颊拭子，发现了Sp4mRNA和HSP60蛋白这一对与精神分裂症认知症状和临床表型相关的潜在生物标志物组合。它不仅为理解精神分裂症的病理生理提供了新的分子线索，更重要的是，为未来开发客观、便捷的辅助诊断和患者分型工具奠定了基础，有望推动精神分裂症迈向更精准的诊疗模式。
