Science：新研讨发现151个基因组区域影响人类白质微构造

2021年6月23日讯/BIOON/---人脑中的白质在组装散布式神经网络中起着症结作用。磁共振弥散成像（diffusion magnetic resonance imaging, dMRI）使得研讨体内白质成为能够，据此发现白质微构造（white matter microstructure）的个别间差别与各类临床成果无关。虽然已知普通人群中的白质差别是可遗传的，但影响白质微构造的罕见变异却很少被发现。

在一项新的研讨中，为了鉴定出影响白质微构造的变异，来自美国和丹麦的研讨职员对五个数据资本中43802人的dMRI数据进行了全基因组联系关系研讨（GWAS）。他们沿着21条脑白质纤维束阐发了五种次要的弥散张量成像（diffusion tensor imaging, DTI）模子衍生的参数。相关研讨成果颁发在2021年6月18日的Science期刊上，论文题目为“Common genetic variation influencing human white matter microstructure”。

在对34024名英国血缘的个别进行的GWAS发现中，这些作者复制了曩昔最年夜的GWAS中发现的44个基因组区域中的42个，并发现了109个与白质微构造相关的额定区域（P 2.3×10-10，依据研讨的表型数目进行调整）。这些成果标明白质微构造遭到多基因的强烈影响。在151个基因组区域中，有52个在他们对9个自力验证数据集的阐发中到达了Bonferroni显著性程度（P 5×10-5），此中的4个自力验证数据集针对非欧洲血缘的受试者。

均匀而言，罕见的遗传变异解释了白质微构造变异的41%（尺度误差=2%）。151个确定的基因组区域可以解释白质微构造32.3%的遗传性，而曩昔确定的44个基因组区域只能解释11.7%的遗传性。作为对这些GWAS发现的生物学验证，这些作者察看到少突胶质细胞和其他胶质细胞中沉闷的调控元件内的遗传性富集，而在神经元中没有察看到如许的遗传性富集。这些成果标明变异通过影响胶质细胞的基因调控而招致白质微构造变动。

鉴定出影响人类脑白质微构造的遗传变异，图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abf3736。

这些作者察看到白质微构造与一系列年夜脑相关的简单特征和疾病（如认知功效、血汗管危险因素以及各类神经疾病和精力疾病）的遗传相关性和共区域化（colocalization）。例如，在报道的25个胶质瘤遗传危险区域中，有11个也与白质微构造相关，这阐明胶质瘤和白质完全性之间的亲密关系。此外，他们发现14个白质微构造相关基因（P 1.2 ×10-8）是79种罕用神经体系药物（如抗精力病药、抗烦闷药、抗惊厥药以及医治帕金森病和聪慧的药物）的靶点。

综上所述，这项对43802名受试者的dMRI扫描的年夜规模研讨进步了人们对人类年夜脑白质纤维束的高度多基因构造的懂得。这些作者鉴定出151个与白质微构造相关的基因组区域。这些GWAS发现获得了组成白质微构造的细胞类型的富集的支持。此外，他们发现了白质与各类临床终点（如、重大、精力决裂症和注意力缺点多动症）之间的遗传关系。许多罕用于医治致残性认知阻碍的药物的作用靶点与白质无关系，这标明许多疾病的神经药理学有能够通过研讨这些药物若何在年夜脑白质中发扬作用而获得改善。

参考材料：

Bingxin Zhao et al. . Science, 2021, doi:10.1126/science.abf3736.

Christopher M. Filley. . Science, 2021, doi:10.1126/science.abj1881.