Генетическая архитектура коры головного мозга человека
The genetic architecture of the human cerebral cortex
2020-03-19
SCID: 54.1/hskc763z
Discuss with AI
МРТ головного мозгаплощадь поверхности корытолщина корыметаанализ полногеномных ассоциативных исследованийчеловеческая кора головного мозга
Figures from the paper
Abstract (AI)
Введение: Кора головного мозга лежит в основе наших сложных когнитивных способностей. Вариации площади поверхности и толщины коры человека связаны с неврологическими, психологическими и поведенческими признаками и могут измеряться in vivo с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). Исследования на модельных организмах выявили гены, влияющие на структуру коры, однако о распространённых генетических вариантах, воздействующих на структуру коры человека, известно немного. Обоснование: Чтобы выявить генетические варианты, связанные со структурой коры человека на глобальном и региональном уровнях, мы провели метаанализ полногеномных ассоциативных исследований данных МРТ головного мозга 51 665 человек из 60 когорт. Мы проанализировали площадь поверхности и среднюю толщину всей коры, а также 34 корковых областей с известной функциональной специализацией. Результаты: В выборке для открытия, включавшей 33 992 участника европейского происхождения, мы выявили 369 локусов, номинально значимых на полногеномном уровне (P < 5 × 10−8) и связанных со структурой коры. Из 360 локусов, для которых имелись данные репликации, после репликации значимыми остались 241 локус, влияющий на площадь поверхности, и 66 локусов, влияющих на толщину; 237 локусов прошли поправку на множественные сравнения (P < 8,3 × 10−10; 187 локусов влияли на площадь поверхности, а 50 — на толщину). Распространённые генетические варианты объясняли 34% (SE = 3%) вариации общей площади поверхности и 26% (SE = 2%) вариации средней толщины; между площадью поверхности и толщиной наблюдалась отрицательная генетическая корреляция (rG = −0,32, SE = 0,05, P = 6,5 × 10−12), что указывает на противоположное влияние генетических факторов на площадь поверхности и толщину. Биоинформатический анализ показал, что на общую площадь поверхности влияют генетические варианты, изменяющие регуляторную активность генов в нейральных клетках-предшественниках во время внутриутробного развития. Напротив, на среднюю толщину влияют активные регуляторные элементы в образцах мозга взрослых, что может отражать процессы, происходящие после середины внутриутробного развития, такие как миелинизация, ветвление или pru...
Key Findings
1
Полногеномный метаанализ данных МРТ 51 665 человек выявил генетические варианты, связанные с общей площадью и толщиной коры, а также с этими показателями в 34 областях.
2
Среди реплицированных локусов 241 влиял на площадь поверхности коры и 66 — на её толщину; 237 локусов сохранили значимость после строгой поправки на множественные сравнения.
3
Обычные генетические варианты объясняли 34% вариации общей площади поверхности коры и 26% вариации её средней толщины.
4
Площадь поверхности и толщина коры имели значимую отрицательную генетическую корреляцию (rG = −0,32), что указывает на противоположное генетическое влияние на эти признаки.
5
Генетические влияния на площадь поверхности были связаны с регуляторной активностью в нейральных клетках-предшественниках плода, тогда как толщина была связана с регуляторными элементами, активными во взрослом мозге.
Research Object
Структура коры головного мозга человека, включая площадь поверхности и среднюю толщину всей коры и отдельных корковых областей
Research Subject
Генетическая архитектура и геномные генетические детерминанты площади поверхности и толщины коры, включая их генетическую корреляцию и регуляторные механизмы развития
Publication Details
Publication Date
2020-03-19
Journal
Publisher
ISSN
Open access PDF
Access Type
Author Information
Download PDF
Subscribe to digest