Визуализация генетики
Генетика визуализации относится к использованию технологий анатомической или физиологической визуализации в качестве фенотипических анализов для оценки генетических вариаций. Ученые, которые впервые использовали термин «визуальная генетика», интересовались тем, как гены влияют на психопатологию , и использовали функциональную нейровизуализацию для исследования генов, экспрессирующихся в мозге (нейровизуализационная генетика). [1]
Визуальная генетика использует исследовательские подходы, при которых генетическая информация и данные фМРТ у одних и тех же субъектов объединяются для определения нейромеханизмов, связанных с генетическими вариациями. [2] С помощью изображений и генетической информации можно определить, как индивидуальные различия в однонуклеотидных полиморфизмах (SNP) приводят к различиям в структуре связей мозга и интеллектуальных функциях. [3] Визуальная генетика позволяет напрямую наблюдать связь между генами и активностью мозга, общая идея которой заключается в том, что общие варианты SNP приводят к общим заболеваниям. [4] нейровизуализации Фенотип привлекателен, поскольку он ближе к биологии генетических функций, чем болезни или когнитивные фенотипы. [5]
болезнь Альцгеймера
[ редактировать ]Объединив результаты полигенной и нейровизуализации в рамках линейной модели, было показано, что генетическая информация обеспечивает дополнительную ценность в задаче прогнозирования болезни Альцгеймера (БА). [6] БА традиционно считалась заболеванием, характеризующимся потерей нейрональных клеток и распространенной атрофией серого вещества, а аллель аполипопротеина Е ( APOE4 ) является широко подтвержденным генетическим фактором риска позднего начала БА. [7]
Другой вариант риска гена связан с болезнью Альцгеймера и известен как вариант риска гена CLU . Вариант риска гена CLU показал отчетливый профиль более низкой целостности белого вещества, что может повысить уязвимость к развитию AD в более позднем возрасте. [7] Каждый аллель CLU-C был связан с нижним FA в лобном, височном, теменном, затылочном и подкорковом белом веществе. [7] Области мозга с более низким уровнем FA включали корково-кортикальные пути, которые, как ранее было показано, имеют более низкий уровень FA у пациентов с AD и носителей APOE4. [7] Обнаруженная здесь изменчивость, связанная с CLU-C, может создать локальную уязвимость, важную для возникновения заболевания. [7] Эти эффекты примечательны, поскольку они уже существуют в раннем возрасте и связаны с широко распространенным геном риска (~36% европеоидов несут две копии генетического варианта CLU-C, обеспечивающего риск). [7] Количественное картирование структурных различий мозга у людей с генетическим риском развития болезни Альцгеймера имеет решающее значение для оценки стратегий лечения и профилактики. Если риск развития АД выявлен, соответствующие изменения в образе жизни могут ограничить опасения АД; физические упражнения и индекс массы тела – влияют на структуру мозга и уровень атрофии мозга [7]
Биомаркеры и спектр болезни Альцгеймера
[ редактировать ]Если подходящие биомаркеры будут найдены и применены в клиническом использовании, мы сможем поставить диагноз спектра БА на еще более ранней стадии. [8] В предложении спектр AD разделен на три стадии (i) доклиническую стадию; (ii) легкие когнитивные нарушения; и (iii) клиническая AD. [8] На доклинической стадии наблюдаются только изменения конкретного биомаркера без когнитивных нарушений и клинических признаков БА. Стадия легких когнитивных нарушений может включать пациентов, демонстрирующих изменения биомаркеров, а также легкое снижение когнитивных функций, но без клинических признаков и симптомов БА. БА диагностируется у пациентов с изменениями биомаркеров и клиническими признаками и симптомами БА. Эта концепция будет способствовать пониманию непрерывного перехода от доклинической стадии к болезни Альцгеймера через легкие когнитивные нарушения, при которых биомаркеры могут использоваться для различения и четкого определения каждой стадии спектра болезни Альцгеймера. Новые критерии будут способствовать более раннему выявлению субъектов, у которых в более позднем возрасте разовьется БА, а также инициированию вмешательства, направленного на профилактику БА.
Будущее
[ редактировать ]Визуальная генетика должна разработать методы, которые позволят связать влияние большого количества генетических вариантов на столь же многомерные фенотипы нейровизуализации. [9] Кроме того, область визуализационной эпигенетики приобретает особое значение, например, для понимания передачи из поколения в поколение психопатологии, связанной с травмой, и связанных с ней нарушений материнской заботы. [10]
Проблемы
[ редактировать ]Прием лекарств, история госпитализаций или связанное с ними поведение, например курение, могут повлиять на визуализацию. [9]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Харири, Арканзас; Драбант, EM; Вайнбергер, Д.Р. (май 2006 г.). «Визуальная генетика: перспективы исследований генетически обусловленных изменений функции серотонина и кортиколимбической аффективной обработки». Биологическая психиатрия . 59 (10): 888–897. doi : 10.1016/j.biopsych.2005.11.005 . ПМИД 16442081 . S2CID 22972473 .
- ^ Харири; Вайнбергер (2003). «Визуальная геномика». Британский медицинский бюллетень . 65 : 259–270. дои : 10.1093/bmb/65.1.259 . ПМИД 12697630 .
- ^ Томпсон (2012). «Архивная копия» . Визуальная генетика . Архивировано из оригинала 8 апреля 2012 г. Проверено 11 декабря 2012 г.
{{cite journal}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Чи (2009). «Попадание или промах?» . Природа . 461 (8): 712–714. дои : 10.1038/461712a . ПМИД 19812647 .
- ^ Мейер-Линденберг (2012). «Будущее фМРТ и генетических исследований». НейроИмидж . 62 (2): 1286–1292. doi : 10.1016/j.neuroimage.2011.10.063 . ПМИД 22051224 . S2CID 214038 .
- ^ Филипович; Гаонкар, Давацикос (2012). «Композитный многомерный полигенный и нейровизуализационный показатель для прогнозирования конверсии в болезнь Альцгеймера». 2012 Второй международный семинар по распознаванию образов в нейровизуализации . стр. 105–108. дои : 10.1109/ПРНИ.2012.9 . ISBN 978-1-4673-2182-2 . ПМК 4041795 . ПМИД 24899230 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж г Браски, Мередит Н.; Джаханшад, Неда; Штейн, Джейсон Л.; Барышева Марина; МакМахон, Кэти Л.; де Зубикарай, Грейг И.; Мартин, Николас Г.; Райт, Маргарет Дж.; Рингман, Джон М.; Тога, Артур В.; Томпсон, Пол М. (2011). «Распространенный вариант риска болезни Альцгеймера в гене CLU влияет на микроструктуру белого вещества у молодых людей» . Журнал неврологии . 31 (18): 6764–6770. doi : 10.1523/jneurosci.5794-10.2011 . ПМК 3176803 . ПМИД 21543606 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Такеда, Масатоши (2011). «Биомаркеры и спектр болезни Альцгеймера» . Психиатрия и клинические нейронауки . 65 (2): 115–120. дои : 10.1111/j.1440-1819.2011.02197.x . ПМИД 21414086 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Беденбендер; Паулюс, Крач; Пика, Лето (2011). «Анализ функциональных связей в генетике изображений: соображения по методам и интерпретации данных» . ПЛОС ОДИН . 6 (12): e26354. Бибкод : 2011PLoSO...626354B . дои : 10.1371/journal.pone.0026354 . ПМЦ 3248388 . ПМИД 22220190 .
- ^ Шехтер Д.С.; Мозер Д.А.; Паолони-Джакобино А; Стенц А; Гекс-Фабри М; Ауэ Т; Адуан В; Кордеро М.И.; Суарди Ф; Манини А; Санчо Россиньоль А; Мерминод Г; Ансермет Ф; Дайер АГ; Рускони Серпа С (2015). «Метилирование NR3C1 связано с материнским посттравматическим стрессовым расстройством, родительским стрессом и активностью медиальной префронтальной коры матери в ответ на разлучение детей среди матерей, подвергшихся насилию в анамнезе» . Границы в психологии . 6 : 690. doi : 10.3389/fpsyg.2015.00690 . ПМЦ 4447998 . ПМИД 26074844 . Архивировано (PDF) из оригинала 07.11.2020 . Проверено 7 апреля 2019 г.
