阿爾茨海默氏病(AD)是最常見的癡呆形式,占所有癡呆病例的50%-70%。目前,全球有3560萬人患有AD,預(yù)計(jì)到2050年這一數(shù)字將增加到1.154億,這是一種無法治愈的進(jìn)行性和神經(jīng)退行性疾病,它會導(dǎo)致記憶力減退和其他認(rèn)知缺陷。近幾年來,雙生子研究證實(shí)了AD具有極高的遺傳性,被認(rèn)為是能夠最早預(yù)測發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)重要指標(biāo)。腦成像遺傳學(xué)是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域,旨在通過利用不同的成像方式研究大腦結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)遺傳結(jié)構(gòu)。然而,并非大腦中的所有變化都是遺傳效應(yīng)的直接結(jié)果。在本論文中,使用擴(kuò)散加權(quán)磁共振成像數(shù)據(jù)構(gòu)建腦網(wǎng)絡(luò),獲得高度可遺傳的腦網(wǎng)絡(luò)連接。本文使用人類連接項(xiàng)目(HCP)提供的雙胞胎數(shù)據(jù),通過分析邊緣級連接,即結(jié)構(gòu)連接組中的分?jǐn)?shù)各向異性,長度和纖維數(shù)和網(wǎng)絡(luò)級參數(shù),即七個(gè)網(wǎng)絡(luò)級測量,特定的協(xié)調(diào)性系數(shù),局部效率,模塊性,傳遞性,聚類系數(shù),整體效率和特征路徑長度使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行評估。本文使用多基因方差分量模型評估網(wǎng)絡(luò)遺傳性,獲得具有顯著遺傳的連接網(wǎng)絡(luò),通過組內(nèi)連接系數(shù)(ICC)進(jìn)行可靠性測試,提取出來具有高可靠性,高遺傳性的連接作為最后的可遺傳腦網(wǎng)絡(luò)。利用阿爾茨海默病神經(jīng)影像學(xué)倡議(ADNI)中的基因型和DTI數(shù)據(jù),使用DTI數(shù)據(jù)繼續(xù)構(gòu)建腦網(wǎng)絡(luò),將得到的腦網(wǎng)絡(luò)映射到可遺傳腦網(wǎng)絡(luò)中,本文對大腦范圍的連接測量進(jìn)行了有針對性的遺傳關(guān)聯(lián)分析,以發(fā)現(xiàn)在AD控制下的腦連接的改變。本文與以往的研究腦區(qū)節(jié)點(diǎn)的相關(guān)性不同,主要將分析重點(diǎn)放在邊緣連接水平測量上,包括纖維各向異性,纖維長度和纖維數(shù)目。此外,為了避免在成像處理中引入到一些誤差,采取重復(fù)成像處理流程并評估所有連接的可靠性。對于進(jìn)一步的成像遺傳學(xué)關(guān)聯(lián)分析,將僅考慮高度可靠的連接性測量。使用掃描年齡和性別作為協(xié)變量,本文使用一般線性回歸模型來研究每對候選SNP和連通性測量之間的關(guān)聯(lián)。在實(shí)施嚴(yán)格的Bonferroni校正后,發(fā)現(xiàn)SLC24A4中的rs10498633與各向異性,纖維總數(shù)和長度顯著相關(guān),包括一些連接的腦半球。降低了p值得閾值后,我們觀察到APOE,ABCA7,EPHA1和CASS4中SNP對各種腦連接也具有顯著遺傳效應(yīng)。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：R749.16
【部分圖文】：

阿爾茨海默病是最常見的腦癡呆形式，其特征是記憶逐漸喪失，其他認(rèn)知功能進(jìn)一步惡化。它已成為導(dǎo)致死亡的主要原因之一，由于缺乏有效的治療，2000 年至 2018年期間阿爾茨海默癥導(dǎo)致的死亡人數(shù)顯著增加。神經(jīng)影像學(xué)是研究 AD 的主要方法，其允許在腦內(nèi)繪制結(jié)構(gòu)，功能和分子 AD病理學(xué)。來自先前研究的累積證據(jù)表明 AD 患者的異常成像模式，例如皮質(zhì)和皮質(zhì)下的萎縮，皮質(zhì)淀粉樣蛋白沉積，灰質(zhì)萎縮和功能性皮質(zhì)斷裂。阿爾茨海默氏癥是老年人癡呆癥的最常見原因。癡呆癥是認(rèn)知功能的喪失包括思考，記憶，推理和行為能力，其程度干擾了一個(gè)人的日常生活和活動(dòng)。癡呆癥的嚴(yán)重程度從最溫和的階段開始，即它剛剛開始影響一個(gè)人的功能時(shí)，到最嚴(yán)重的階段，人必須完全依賴他人進(jìn)行日常生活的基本活動(dòng)時(shí)。如圖 1.1 所示[1]。作為一種不可逆的進(jìn)行性疾病，AD 病理改變早在癥狀出現(xiàn)前 10～20 年就已產(chǎn)生，現(xiàn)有的 AD 治療方法對MCI 患者有一定療效，即阻斷或延緩 AD 病程的進(jìn)展。然而，當(dāng)患者出現(xiàn)明顯的 AD臨床癥狀時(shí)，疾病多數(shù)已經(jīng)進(jìn)入晚期，并且病程不可逆，故 AD 的早期診斷和干預(yù)成為大多數(shù)研究關(guān)注的焦點(diǎn)。所以，阿爾茲海默病的診斷技術(shù)和發(fā)病機(jī)制的研究對疾病防治具有關(guān)鍵意義。

4圖 1.2 白質(zhì)纖維束追蹤圖經(jīng)影像學(xué)經(jīng)影像學(xué)[30]是研究 AD 的主要方法，其允許在腦內(nèi)繪制結(jié)構(gòu)，功能和分子 A。功能連接性磁共振成像是一種能夠在體內(nèi)檢查大腦功能連接的技術(shù)。它基現(xiàn)：功能相關(guān)的腦區(qū)會顯示 MRI 信號中的相關(guān)低頻波動(dòng)，其源自與任務(wù)相關(guān)磁共振成像信號變化相同的血氧水平依賴性起源[31]。功能連接磁共振成像利關(guān)性來創(chuàng)建與任務(wù)無關(guān)的功能連接的圖像。該技術(shù)已被用于證明右半球和左源區(qū)域（例如，運(yùn)動(dòng)，視覺和聽覺皮層）和其他功能相關(guān)的大腦區(qū)域（例如海馬，以及小腦，丘腦之間的連通性，和腦皮質(zhì)部位）[32]。用于患者時(shí)，功絡(luò)可用于檢查神經(jīng)功能網(wǎng)絡(luò)水平的功能障礙。例如，功能連接網(wǎng)絡(luò)將患有 A

第 2 章 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來源及數(shù)據(jù)的處理 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來源.1 ADNI 數(shù)據(jù)庫本研究中使用的數(shù)據(jù)來自阿爾茨海默病神經(jīng)影像學(xué)倡議（ADNI）數(shù)據(jù)庫。A來自美國和加拿大 50 多個(gè)地點(diǎn)的研究人員，旨在通過收集縱向神經(jīng)影像學(xué)，和遺傳生物學(xué)數(shù)據(jù)來追蹤人類大腦中 AD 的進(jìn)展。ADNI 的一個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)是提學(xué)與多種類型成像（例如磁共振成像（MRI）和正電子發(fā)射斷層掃描（PET）數(shù)據(jù)相結(jié)合的機(jī)會，以幫助研究疾病的機(jī)制。阿爾茨海默病神經(jīng)影像學(xué)計(jì)劃最成功的針對阿爾茨海默病的多方面研究，具有多中心，跨學(xué)科的特點(diǎn)，為茨海默病做出了重要貢獻(xiàn)。本文中所用到的影像學(xué)數(shù)據(jù)和基因組學(xué)數(shù)據(jù)均來NI(http://adni.loni.usc.edu/)數(shù)據(jù)庫。如下圖 2.1 所示。
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本文編號：2838279