影像遗传学研究进展.ppt

,影像遗传学研究进展,罗 松,2012级影像医学与核医学研究生,定义发展史应用及研究现状存在不足展望,基因组学技术的来临是生物医学发展的新的时期，正在影响着医学的每一个领域影像学的发展从宏观到微观水平，从组织进入到基因水平,很长一段时间，这两个领域之间并没有什么交叉，即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，就产生了一门新的学科-影像遗传学（Imaging Genetics）,定义,遗传影像学是指用影像学的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联合而形成的一个悄然兴起的分支学科。它包括结构和功能两方面,遗传影像学,Mattay et al.2008,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,候选基因,对主基因进行检测中作为候选者的并具有已知生物学功能的基因。定位于染色体部位，参与生物体的表型表达可能是结构基因,调节基因或是在生化代谢途径中影响性状表达的基因,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EBDNF：脑源性神经营养因子COMT：儿茶酚邻位甲基转移酶，儿茶酚胺代谢主要是多巴胺,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可能是叠加的也可能是交互的,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最常见的一种。占所有已知多态性的90%以上。平均每5001000个碱基对中就有1个，估计其总数可达300万个甚至更多,表型,又称性状，是基因型和环境共同作用的结果指个体形态、功能等各方面的表现，如身高、肤色、血型、酶活力、药物耐受力乃至性格等等外表行为表现和具有的行为模式,常用影像学方法,fMRI（应用最多，包括静息态、任务态、VBM、DTI、MRS）PET/CTSPECT脑磁图（MEG）,三个法则,一、选择合理的候选基因二、仔细控制非遗传因素三、选择与感兴趣基因有联系的任务范例,发展史,SPECT and SLC6A3(Heinz et al.2000)第一次应用现代影像学测量结果作为表型研究变异fMRI and APOE,Bookheimer et al.2000,fMRI and COMTfMRI and 5-HTTLPR第一次基于fMRI神经影像遗传学研究，检测正常受试者遗传变异是否导致脑活性的差异,Egan et al.2001,Hariri et al.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,Meyer-Lindenberg et al.2006,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,Potkin et al.2008,VBM和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.2008,fMRI和ZNF804A应用影像遗传学和GWA来确定候选基因导致的功能连接上的改变,Esslinger et al.2009,NRG1+ERBB4+AKT1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.2010,临床应用,神经精神疾病：精神分裂症、抑郁症、阿尔茨海默病肿瘤:肝癌、胰腺癌、胶质瘤、乳腺癌,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,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,Reiman et al.2004,肿瘤,肝细胞癌胶质瘤（microRNA表达）胰腺癌（BRCA）非小细胞肺癌（个体化治疗，存活时间预测）乳腺癌（预测化疗效果及10年复发风险）,存在不足,样本量小横断面研究探索性的，无后续的测试缺少长期的临床相互关系研究,前景展望,个体化治疗预测治疗效果及复发风险发病机制延长大脑的寿命和提高精神的健康方面,谢谢!,QQ;405436253,