围产期雌激素受体基因甲基化动态变化与抑郁症状的纵向关联研究

《Molecular Neurobiology》：Longitudinal Analysis of Estrogen Receptor Gene Methylation, Estradiol, and Depressive Symptoms During the Perinatal Period

本研究针对围产期抑郁的生物学机制不明、缺乏早期生物标志物的问题，对159名孕妇从妊娠34-36周至产后8-12周进行纵向追踪，探讨ESR1、ESR2和GPER基因甲基化(DNAm)与抑郁症状(EPDS)及雌二醇(E2)的关联。研究发现妊娠期抑郁症状与ESR1 CpG岛岸总体甲基化水平呈负相关(β=-0.41, p=0.002)，且ESR1单倍型CA可修饰此关联(p≤0.001)。ESR1总体甲基化水平从妊娠到产后显著增加(t=-2.59, p=0.012)。结果表明ESR1低甲基化可能通过上调ER-α表达增强雌激素敏感性，从而增加妊娠期抑郁风险。该研究为围产期抑郁的分子机制提供了新见解，提示雌激素敏感性通路可作为生物标志物研发的潜在靶点。

　　

在女性生命周期的特定阶段，如围产期、围绝经期和月经前期，激素水平的剧烈波动会显著增加抑郁症状的发生风险。这种与生殖周期相关的情绪障碍被认为构成了一种独特的抑郁亚型——生殖性抑郁。其中，围产期抑郁（包括孕期和产后一年内发生的抑郁）尤其值得关注，其患病率高达17%，且对母婴健康均会产生长期负面影响。尽管激素波动被认为是重要的生物学诱因，但为何只有部分女性对此敏感而发展为抑郁，其背后的分子机制尚不明确。

近年来，研究焦点逐渐转向雌激素信号通路。证据表明，患有围产期抑郁的女性其雌激素信号通路相关转录本富集，提示对雌激素的敏感性增加可能是关键因素。雌激素主要通过其受体（ERs）发挥作用，包括ER-α、ER-β和G蛋白偶联雌激素受体（GPER）。这些受体在大脑边缘系统广泛分布，调节情绪相关神经递质。受体的表达水平直接影响其对雌激素的应答能力，而受体基因（ESR1, ESR2, GPER）的DNA甲基化（DNAm）作为一种重要的表观遗传调控机制，能够动态调节基因的表达水平。通常，启动子区的高甲基化会抑制基因表达，低甲基化则促进表达。

虽然一些表观基因组关联研究（EWAS）已发现围产期抑郁与雌激素信号通路相关的DNAm标记存在关联，但针对雌激素受体基因的靶向研究仍很缺乏。此外，遗传变异可能修饰DNAm及其与抑郁的关联，且DNAm本身具有随时间动态变化的特性，尤其是在激素剧烈波动的围产期。因此，采用纵向设计同时考察ER基因甲基化、雌二醇水平及抑郁症状的变化，对于阐明机制和发现可靠的早期生物标志物至关重要。发表在《Molecular Neurobiology》上的这项研究正是为了填补这一空白。

为开展此项研究，研究人员采用了多种关键技术方法。研究招募了159名处于妊娠晚期（34-36周）的健康女性，并纵向随访至产后8-12周。抑郁症状使用爱丁堡产后抑郁量表（EPDS）进行评估。通过干血斑（DBS）技术采集血液样本用于DNA提取和后续的甲基化分析，而唾液样本则用于通过酶联免疫吸附试验（ELISA）量化雌二醇（E2）水平。研究人员采用了一种靶向候选基因策略，通过设计特异性引物，利用下一代测序（NGS）技术分析了ESR1基因CpG岛岸（CpGI shore）、ESR2基因启动子0N以及GPER基因启动子区域的DNA甲基化水平。此外，还对ESR1、ESR2和GPER基因中的五个单核苷酸多态性（SNP）进行了基因分型，并构建单倍型以探讨遗传变异的潜在修饰效应。统计分析则采用了多元线性回归、配对t检验等方法，并进行了多重检验校正。

DNA甲基化、抑郁症状和雌二醇的关联

妊娠晚期：研究发现，在妊娠晚期，抑郁症状（EPDS）评分与ESR1 CpG岛岸的总体平均甲基化水平呈显著负相关（ρ = -0.29, p = 0.013）。多元线性回归分析在控制了年龄和抑郁史后，进一步证实了这一负相关关系（β = -0.41, p = 0.002）。对ESR1的9个单个CpG位点的分析显示，CpG 1、CpG 2、CpG 4和CpG 5的甲基化水平也与EPDS评分呈显著负相关（例如，CpG 2: β = -0.489, p = 0.003）。探索性分析发现，EPDS评分≥11（提示可能存在临床显著抑郁）的女性，其总体ESR1甲基化水平以及上述四个CpG位点的甲基化水平均显著低于评分<11的女性。然而，无论是总体还是单个CpG位点的ESR1、ESR2或GPER甲基化水平，均未发现与妊娠晚期的E2水平存在显著关联。

产后时期：在产后8-12周，抑郁症状或E2水平与ESR1、ESR2或GPER的总体甲基化水平之间均未发现显著关联。仅观察到E2水平与GPER总体甲基化（ρ = 0.21, p = 0.02）及EPDS评分（ρ = 0.21, p = 0.01）之间存在微弱的正相关。

抑郁症状与DNAm关联的遗传修饰

研究人员进一步探讨了ER基因的遗传变异（以单倍型形式分析）是否会修饰抑郁症状与DNAm之间的关联。

妊娠晚期：对于ESR1，单倍型CA显著修饰了抑郁症状与总体ESR1甲基化之间的关联（p ≤ 0.001）。分层分析显示，在单倍型CA的非携带者中，较高的抑郁症状与较低的ESR1甲基化相关（β = -0.86, p ≤ 0.001）；而在携带者（含单拷贝和双拷贝）中，这种关联减弱甚至呈现相反趋势。单倍型CA也对抑郁症状与ESR1多个单个CpG位点（CpG 1, 2, 5, 6, 7）甲基化的关联具有显著的修饰作用。对于ESR2，单倍型CC和CT主要表现出对总体ESR2甲基化水平的主效应，而非交互效应。GPER的基因型则未显示出显著的修饰或主效应。

产后时期：在产后，ESR1的单倍型TA修饰了抑郁症状与总体ESR1甲基化的关联（p = 0.036）。其他单倍型或基因未发现显著修饰效应。

从妊娠到产后的DNA甲基化变化

配对t检验分析显示，从妊娠晚期到产后，ESR1 CpG岛岸的总体平均甲基化水平（t = -2.59, p = 0.012）以及ESR1的单个CpG 9位点的甲基化水平（t = 3.151, p = 0.002）均显著增加，但效应量较小（Cohen's d分别为0.334和0.406）。ESR2和GPER的总体甲基化水平则未发生显著变化。

甲基化变化与抑郁症状和E2的关联

研究人员计算了ESR1总体甲基化从妊娠到产后的变化值（ΔDNAm），并考察其是否与抑郁症状和E2的变化值（ΔEPDS, ΔE2）或基线水平相关。分析发现，ΔEPDS和ΔE2与ESR1的ΔDNAm无显著关联。然而，探索性分析揭示，妊娠晚期（34-36周）较高的EPDS评分能够正向预测ESR1总体甲基化从妊娠到产后的增加幅度（β = 0.311, p = 0.036）。

本研究通过纵向设计揭示了围产期雌激素受体基因甲基化的动态变化及其与抑郁症状的关联。核心发现是，在妊娠晚期，较低的ESR1基因CpG岛岸甲基化水平与较高的抑郁症状相关。由于DNA甲基化通常抑制基因表达，低甲基化可能意味着ESR1（编码ER-α）的表达上调，从而增强了对高雌激素环境的敏感性，这可能是妊娠期抑郁易感性的分子基础。此关联具有位点特异性（主要体现在CpG 1, 2, 4, 5），并且受到ESR1基因本身遗传背景（如单倍型CA）的修饰，体现了基因-表观遗传-环境之间复杂的交互作用。

此外，研究首次报道了ESR1甲基化在围产期这一短暂但激素剧变的时期内自身也发生着显著变化（从妊娠到产后增加），并且这种变化的程度与妊娠期的抑郁严重程度相关，提示表观遗传过程本身可能对心理状态敏感。虽然未能建立E2水平与ER基因甲基化之间的直接纵向联系，但本研究强调了将时间动态和遗传背景纳入表观遗传研究的重要性。

这些发现将分子水平的雌激素敏感性（特别是通过ER-α通路）与围产期抑郁的病理生理学更紧密地联系起来，为理解为何只有部分女性在激素波动期出现情绪障碍提供了新的视角。尽管目前尚不足以直接将ESR1甲基化作为临床诊断生物标志物，但它无疑指出了一个极具前景的未来研究方向。通过识别那些对雌激素波动具有更高表观遗传敏感性的女性，有望实现围产期抑郁的早期预警和精准预防。后续研究需要扩大样本，特别是纳入更多临床诊断的抑郁患者，并结合基因表达分析，以验证甲基化变化的功能性后果，从而最终推动转化应用。