第四军医大学崔龙彪团队综述了精神分裂症磁共振成像联合艾伦人脑图谱的最新研究进展

文摘   2024-08-05 14:53   湖南  













近期,第四军医大学崔龙彪团队在Meta-Radiology第2卷第3期发表了一篇题为《Allen Human Brain Atlas and magnetic resonance imaging in schizophrenia》的学术论文。本文主要从脑区的异常综述了磁共振成像结合艾伦人脑图谱(Allen Human Brain Atlas,AHBA)在精神分裂症研究中的应用,旨在更好地推动精神分裂症脑转录组成像领域的发展。














01
内容简介
精神分裂症是全球范围内致残的主要原因之一,但其病理机制尚不明确。为了推动精神分裂症的研究进展,精神分裂症成像实验室一直致力于精神分裂症的临床诊治难题,并进行了系统的磁共振成像研究。最近的研究已将AHBA应用于精神分裂症的影像学研究。两种方法的结合拉近了人脑成像与遗传学机制之间的距离,使我们能够同时观察到转录组改变和脑部变化。本文总结了将影像学方法与AHBA应用相结合在精神分裂症研究中的研究,目的是在微观层面提供对精神分裂症脑部变化的整体认识。



02
主要内容
1. 引言
本文初步介绍了精神分裂症的临床表现,阐述了精神分裂症在遗传学上的机制,精神分裂症影像学研究为此也做出了一定的贡献,借此本文将从精神分裂症的基因转录角度为临床以及影像学层面提供科学参考。
2. AHBA以及基因组、转录组的相关研究
人脑中的基因对细胞的生长发育,以及一些疾病的发生有着至关重要的作用,为了对大脑遗传类疾病有更加深入的了解,AHBA将六名健康成年捐献者的大脑进行切片,并将脑组织的基因图谱进行荧光染色,这种可视化的数据可以使我们深入探索人类大脑的结构、功能和分子生物学之间的关系。全基因组关联分析(GWAS)与AHBA一样都是可以将可视化的数据运用到相关疾病的研究中,不同的是AHBA是将所有显示出的基因进行展示,而GWAS是高通量筛选,并进行大规模分析,并且针对特定基因进行分析;而全转录组关联分析(TWAS)是基于基因的表达与疾病之间的关系进行的特定研究。以GWAS、TWAS作为基础,结合AHBA的数据实现外周基因表达向中枢的映射。

3. 使用AHBA发现的异常脑区
在常规磁共振成像研究中,增加AHBA数据,精神分裂症影像学表型背后的转录模式得以展现。例如,联合AHBA与结构像,精神分裂症患者中的98个风险基因表达与灰质体积空间相关,这些基因富集在神经传递、发育和细胞投射通路上。通过弥散像,与精神分裂症遗传风险最高的100个基因表达也与白质连接相关。采用弥散峰度成像(DKI),研究观察到双侧前额叶白质、放射冠、内囊、胼胝体的平均峰度(MK)降低,由此关联到的基因富集于钙离子稳态与跨膜转运、三磷酸肌醇代谢和细胞间连接。海马体积降低也是精神分裂症公认的特征,在AHBA的帮助下,研究发现了首发精神分裂症患者海马异常与5-羟色胺受体的关系。除此之外,小脑异常和社会压力也是精神分裂症的重要因素。小脑系统中存在与精神分裂症相关的双向连接失调模式,这些改变与不同的生物机制密切相关。

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总结与展望

AHBA与磁共振成像的结合在精神分裂症和其他精神障碍中具有很好的应用前景。AHBA为精神障碍大脑变化背后的遗传学机制提供了见解。但AHBA的研究仍存在一些局限性。首先,由于AHBA仅包含来自6名捐献者的脑转录组数据,因此该数据库中的捐献者数量是制约因素之一,不同人群之间的差距是另一个制约的因素。除了影像学研究外,我们还需要实验和大量临床数据证实AHBA与磁共振成像相结合的研究结果。本文旨在系统总结精神分裂症AHBA和磁共振成像的联合研究进展。但是,仅仅使用AHBA和影像成像方法研究精神分裂症还远远不够,还需要大量的研究和实验来证明精神分裂症极其复杂的病理生理学变化。

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作者介绍



通讯作者:崔龙彪

第四军医大学精神分裂症成像实验室(Schizophrenia Imaging Lab)。主要从事精神分裂症磁共振成像基础与临床研究,建成涵盖临床评估、神经影像、全转录组、全基因组的西安精神分裂症十年队列。崔龙彪教授担任精神分裂症成像实验室PI,研究员,讲师,医师,破格硕导,医学博士,荷兰乌特列支大学医学中心精神科联合培养博士,解放军总医院博士后,陕西省优秀博士学位论文获得者,西安交通大学第一附属医院客座教授。主要从事精神分裂症磁共振成像基础与临床研究,主持国家自然科学基金面上项目与青年项目、国家留学基金资助、中国博士后科学基金特别资助等11项。荣获第21届WPA世界精神病学大会会士、国际精神分裂症研究学会2021青年科学家奖等17项奖励。现已发表学术论文127篇,以第一/通讯作者在国际期刊Nature Mental Health、Schizophrenia Bulletin(2篇)、British Journal of Psychiatry、BMC Medicine、Radiology等发表SCI论文49篇,被引1600余次,H指数为24,主编《影像医学中的精神障碍》、《百例精神科疑难病远程会诊实录》,专利、软著7项,在国际医学磁共振学会年会等进行学术交流80余次,受北美放射学会邀请撰写研究新闻报道,发表JAMA Psychiatry在线述评。担任联合国精神卫生支持战略咨询委员会委员、中国人体健康科技促进会心理健康专业委员会委员、中国精神影像联盟委员,Molecular Psychiatry、Biological Psychiatry、Translational Psychiatry、Schizophrenia Bulletin、European Child & Adolescent Psychiatry、Therapeutic Advances in Psychopharmacology等40余本期刊编审。


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引用格式
Yan T C, Yu S W, Wang X Y, et al. Allen Human Brain Atlas and Magnetic Resonance Imaging in Schizophrenia[J]. Meta-Radiology, 2024: 100087. DOI: https://doi.org/10.1016/j.metrad.2024.100087.

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编辑:李小英

审核赵伟



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Meta Radiology
《Meta-Radiology》由中南大学湘雅二医院主办,中南大学副校长黎志宏教授与美国佐治亚大学刘天明教授担任主编,中南大学湘雅二医院刘军教授担任执行主编,与爱思唯尔、KeAi合作在全球出版发行。致力于报道医学影像交叉研究的最新研究成果。
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