《精神分裂症腦結構和功能特徵的雙生子磁共振成像研究》是依託北京大學，由閻浩擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：精神分裂症腦結構和功能特徵的雙生子磁共振成像研究
- 項目負責人：閻浩
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
精神分裂症(SCH)是一種常見的複雜疾病，由多個微效基因協同並與環境因素共同作用所致。既往研究提示，SCH患者的腦結構和功能特徵有較高遺傳度，同時也受到環境因素的影響，其發生機制可能分別與遺傳多態性和表觀遺傳修飾有關。本項目計畫在擴大現有樣本數據的基礎上，建立SCH雙生子影像資源庫，深入分析多模態磁共振成像數據，探索SCH腦結構和功能特徵；利用共同患病/單一患病、同卵/異卵雙生子數據，建立SCH腦結構和功能特徵指標的相關遺傳模型和結構方程，量化評估上述影像特徵的遺傳和環境效應，即加性遺傳效應、同胞共享環境效應及個體特殊環境效應；繼而通過候選基因多態性和DNA甲基化檢測，在分子水平上分別驗證SCH腦影像特徵的遺傳和環境效應。項目預期結果有助於了解遺傳和環境效應與SCH腦影像特徵之間的關係，為確定SCH內表型、減少疾病異質性，以及SCH從表型到分子機制的研究提供線索依據。
結題摘要
本研究在既往研究基礎上，完成了14個精神分裂症(SCH)雙生子家家系、14對健康同卵雙生子對的臨床、神經心理、腦影像、遺傳及表觀遺傳數據採集和分析工作；同時，在課題組其他項目的共同努力下建立了含SCH、一級親屬和健康對照(含完備的環境因素評估)的近千人次的SCH多模態影像、遺傳和表觀遺傳資料庫。基於上述資料庫，深入分析SCH臨床、認知和MRI數據，發現SCH患者旁邊緣系統的腦區灰質體積顯著降低，上述灰質體積缺陷與患者的信息處理速度和記憶功能缺陷、較早的發病年齡、更長的病程、更多的住院次數以及更嚴重的陽性症狀關聯。雙生子影像數據分析，發現SCH遺傳風險可能只與工作記憶計算過程中背外側前額葉(DLPFC)功能缺陷關聯。此外，基於SCH核心家係數據，從其最為核心的認知損害(工作記憶)入手探討相關腦功能異常的遺傳效應，發現背外側前額葉的效率下降和腹外側前額葉的彌補機制可能是SCH工作記憶損害的特徵性腦功能異常模式；從白質結構網路的效率和組織結構入手探討了腦結構異常的遺傳效應，發現SCH患者及其未患病父母全腦白質網路的局部效率下降和rich-club結構的feeder連邊強度下降與SCH的家族聚集性有關。此外，基於不同環境風險因素暴露的健康志願者數據，我們發現兒童期城鄉成長經歷顯著影響內側前額葉的結構和功能，並影響人際應激的神經處理過程。基於全基因組基因分型和甲基化數據，從遺傳和表觀遺傳角度，對SCH遺傳和環境風險的腦結構和功能效應的分子遺傳學機制進行了一系列研究。發現乙醛脫氫酶2(ALDH2)基因Glu504Lys多態性可能通過破壞患者大腦海馬-前額葉的功能連線，參與調節SCH發病機制；採用三因素平行獨立成分分析(p-ICA)綜合分析腦結構和功能MRI數據和全基因組甲基化表觀遺傳數據，發現一個功能-結構-甲基化聯合共變成份與信息處理速度、推理和問題解決能力以及言語學習表現相關，結果表明城市化相關的環境風險因素可能通過對基因的表觀修飾，影響腦結構和功能特徵，最終導致行為表型的改變。
