精神分裂症
• 全脑和灰质体积下降、脑室体积扩大（Wright et al.） • 海马、丘脑、左勾回/杏仁核区、双侧脑岛和前扣带回体
积下降（Ellison-Wright et al.）
• 候选基因：DISC1，参与海马的发育过程
NRG1，对神经发育有一定的作用 BDNF，影响神经发育和神经元活动 COMT，影响多巴胺代谢 RGS4，影响神经递质通路
变异是否导致脑活性的差异
Hariri et al. science.2002
• fMRI与COMT
• 第一次应用影像遗传学验证某一基因 单体型的生物学效应
rs4680 genotype
rs2907603-rs4680 genotype
Meyer-Lindenberg et al.Mol phychiatry. 2006
临床应用
• 精神疾病
精神分裂症 抑郁症 成瘾障碍 强迫性精神障碍
• 神经退行性疾病 AD（MCI） PD
• 肿瘤
研究原则及存在不足
一、选择合理候选基因 二、合理控制非遗传因素
三、选择与感兴趣基因有 联系的任务范例
• 样本量 • 探索性的、无后续的测试 • 缺少长期的临床相互关系
研究
展望
• 发病机制 • 个体化治疗 • 预测治疗效果及复发风险 • 延长大脑寿命和提高精神健康
就产生了一门新的学科---影像遗传学（
Imaging Genetics）
定义
• 影像遗传学是指用影像学方法来研究遗传 对不同个体所产生影响；是影像学和遗传 学的有机结合而形成的新兴的分支学科。
• 神经影像遗传学即结合多模态影像学和遗 传学方法，检测脑结构及与神经精神疾病 、认知和情绪调节等行为相关脑功能的遗 传变异研究。主要内容包括结构和功能两 方面
影像遗传学研究进展 PPT
• 定义 • 发展史及研究进展 • 研究原则及存在不足 • 展望
• 影像学的发展从宏观到微观水平，从 组织细胞进入到分子基因水平
• 基因组学是遗传学发展的新领域，正 影响着医学的很多其它学科
• 长期以来，这两个领域之间并没有什么交 集，影像学研究中没有考虑到被试的遗传 学背景，而一些重要的遗传学研究也仅仅 局限在行为层面。而将两个领域相结合，
• 可能是叠加的，也可能是交互的
表型
• 又称性状，是基因型和环境共同作用的结 果
• 外表行为表现和具有的行为模式 • 指个体形态、功能等各方面的表现
发展史及临床研究
SPECT and SLC6A3 (Heinz A,et al. 2000).多巴胺转运蛋白基 因（DAT gene）的功能变异与纹状体多巴胺转运蛋白的 利用率有关. Heinz A et al. Neuropsychopharmacology, 2000.
Potkin et al.Mol phychiatry. 2009
• NRG1(神经调节素1) /ERBB4（二乙基溴乙酰胺 4）/AKT1（丝氨酸-苏氨酸
蛋白激酶1）
• 第一次应用神经影 像遗传学研究3个 基因的相互作用
Nicodemus et al.Hum genet,2010.
成瘾障碍与多巴胺传导通路DAT
要是多巴胺（精分症）
单核苷酸多态性
• 主要是指在基因组水平上由单个核苷酸变 异所引起的DNA序列多态性
• 人类可遗传的变异中常见的一种。占已 知多态性的90%以上。每500～1000：1， 估计其总数可达300万个甚至更多
上位效应
• 影响同一性状的两对非等位基因，其中一对 基因(显性或隐性的)抑制(或掩盖)另一对显 性基因的作用时所表现的遗传效应
常用影像学方法
• fMRI（应用最多，包括BLOD、 VBM、DTI、MRS，DKI）
• PET/CT • SPECT
• 脑磁图(Magnetoencephalography)
MEG—无创伤地探测大脑电磁生理信号的
一种脑功能检测技术
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
几个遗传学基本概念
• 候选基因（candidate gene ） • 单核苷酸多态性（SNP） • 上位效应 • 表型
• VBM与BDNF+5-HTTLPR • 第一次应用神经影像学来确定基因的上位效应
Pezawas et al.Mol phychiatry.2008
• fMRI与GWA（全基因组关联分析，Genome-wide association ） • 第一次将全基因组关联分析和神经影像学结合来
发现目标基因
候选基因
• 对主基因进行检测中并具有已知生物学功 能的基因。
• 可能是结构基因,调节基因或是在生化代谢 途径中影响性状表达的基因
• 与大脑结构功能或者行为相关的基因
如神经传递的基因，大脑形态和神经发育的基因
研究较多的候选基因
• 5-HTTLPR：5-羟色胺转运蛋白基因（抑郁 症）
• APOE4：载脂蛋白E 4（AD） • BDNF：脑源性神经营养因子 （神经发育） • COMT：儿茶酚邻位甲基转移酶，代谢主
• 第一次应用现代影像学方法测量作为表型变异研究
• fMRI and APOE（海马、顶叶、额前区激活强度 ↑）
Bookheimer SY,et al. N Engl J Med 2000.
• fMRI and 5-HTTLPR (short VS long) • 第一次基于fMRI神经影像遗传学研究，检测受试者遗传
Maggie M et al. Drug Alcohol Depend. 2012
强迫性精神障碍与5HTTLPR 、COMT及 SLC1A1（谷氨酸转运体 ）
green（前额区底部） blue（前扣带回丘脑） red（壳核）
E Grunblatt et al. Progress in Neurobiology， 2014，in press.
抑郁症
• 额叶、海马、杏仁核、扣带回皮质体积的减小（ Almeida et al.）
• 候选基因：5-HTTLPR，与5-羟色胺转运相关 BDNF，影响神经发育和神经元活动 COMT，影响多巴胺代谢
阿尔茨海默病
• 勾回、海马、颞下回等反应降低 • APOE4
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