复旦大学等全球296个单位协作，首次系统揭示人类大脑皮层结构的遗传基础学术资讯

来源：中国生物技术网

原标题：Science：复旦大学等全球296个单位协作，首次系统揭示人类大脑皮层结构的遗传基础

大脑皮层是我们复杂的认知能力的基础。人皮质表面积和厚度的变化与神经，心理和行为特征有关，可以通过磁共振成像（MRI）在体内进行测量。对模型生物的研究已经确定了影响皮层结构的基因，但对影响人类皮层结构的常见遗传变异知之甚少。

2020年3月20日，南加州大学，复旦大学等全球296家单位协作在Science发表题为“The genetic architecture of the human cerebral cortex”的研究论文，该研究对来自51,665个人的脑磁共振成像数据进行了全基因组关联荟萃分析，研究人员分析了整个皮质和34个已知功能脑区域的表面积和平均厚度。

该研究确定了199个重要的基因座，并发现了显著富集的基因座，可影响产前皮质发育过程中活跃的调节元件内的总表面积，支持放射状单位假说。影响区域表面积的基因座聚集在Wnt信号通路中的基因附近，从而影响祖细胞的扩增和脑区域身份。皮层结构的变化与认知功能，帕金森氏病，失眠，抑郁，神经质和注意缺陷多动障碍在遗传上相关。总而言之，这项工作确定了与皮质表面积和皮质厚度相关的全基因组重要位点，并使人们对人类大脑皮层的遗传结构及其模式有了更深入的了解。

人的大脑皮层是大脑的外部灰质层，涉及更高的认知功能的多个方面。其独特的折叠模式具有凸（回旋）和凹（沟）区域的特征。计算脑图绘制方法使用跨单个皮层的一致折叠模式来标记脑区域。在胎儿发育过程中，兴奋性神经元（皮质中主要的神经元细胞类型）是由发育中的生发区的神经祖细胞产生的。皮质表面积（SA）的扩大是由这些神经祖细胞的增殖驱动的，而厚度（TH）由其神经原性分裂的数目决定。皮质SA和TH的整体和区域测量值的变化已可靠地与神经精神疾病和心理特征相关联。

识别遗传因素对人体皮质结构的影响基于双胞胎和家庭的脑成像研究表明，SA和TH的测量值具有很高的遗传性，并且受遗传因素的影响很大。尽管对影响模型生物中皮质结构的基因进行了广泛研究，但我们对影响人类皮质大小和模式的遗传变异的当前了解仅限于罕见的高渗透性变体。这些变异通常会破坏皮质发育，导致出生后结构改变。然而，关于常见的遗传变异如何影响人类皮层SA和TH知之甚少。

人类皮质区域和相关的基因座为了确定影响皮层结构的遗传变异，该研究对来自51,665个人的脑磁共振成像数据进行了全基因组关联荟萃分析。研究人员分析了整个皮质和34个已知功能脑区域的表面积和平均厚度。该研究确定了199个重要的基因座，并发现了显著富集的基因座，可影响产前皮质发育过程中活跃的调节元件内的总表面积，支持放射状单位假说。影响区域表面积的基因座聚集在Wnt信号通路中的基因附近，从而影响祖细胞的扩增和脑区域身份。皮层结构的变化与认知功能，帕金森氏病，失眠，抑郁，神经质和注意缺陷多动障碍在遗传上相关。

遗传相关性与神经精神和心理特征总而言之，该研究证明与大脑结构相关的遗传变异也会影响一般的认知功能，帕金森氏病，抑郁症，神经质，多动症和失眠。这意味着影响大脑结构的遗传变异也会影响大脑功能。尽管已报道了这些疾病中观察到的大多数皮质结构差异与TH有关，但该结果显示SA具有显著的遗传相关性，这可能表明皮质TH中观察到的表型差异部分反映了环境影响。总而言之，这项工作确定了与皮质SA和TH相关的全基因组重要位点，并使人们对人类大脑皮层的遗传结构及其模式有了更深入的了解。

参考文献：

The genetic architecture of the human cerebral cortex

DOI: 10.1126/science.aay6690

来源：biotech-china 中国生物技术网

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5ODU5NDgyMg==&mid=2653947640&idx=3&sn=e32e6eb67d1d4cbe80f81a3120de12b5&chksm=bd0cf6918a7b7f8765f732f8c5a1781e8d11da93a2cf7bfe468477870b0ebab9794a26105a82#rd

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