"睡眠-情绪关联新机制:气质特征通过神经炎症、时钟基因及多巴胺受体表达调控大鼠情绪状态"

【字体: 时间:2025年07月17日 来源:Progress in Lipid Research 14.0

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  本研究针对恐慌症(PD)患者脑功能偏侧化机制不明的问题,通过静息态功能磁共振成像(fMRI)结合转录组学分析,首次揭示了皮质-基底节-丘脑网络的半球不对称性(PAS)改变与多巴胺/5-羟色胺受体分布的相关性。研究发现PD患者表现为尾状核/苍白球和丘脑区域的功能连接强度(FCS)异常,机器学习模型证实PAS参数对疾病诊断准确率达75.52%,为PD生物标志物开发提供了新思路。

  

大脑功能偏侧化作为人类神经系统的核心特征,在情绪调节中扮演关键角色。然而,这种"左右分工"机制在恐慌症(PD)患者中如何异常,长期以来是神经精神医学领域的未解之谜。更棘手的是,现有恐惧网络模型虽不断扩展从脑干到皮层的多级结构,却始终缺乏对半球功能不对称性的系统阐释。这种认知空白直接制约了PD客观诊断标志物的开发——临床上仍主要依赖主观量表评估,治疗效果预测更是缺乏可靠指标。

中南大学湘雅二医院的研究团队在《Progress in Lipid Research》发表突破性研究,首次从脑网络连接视角揭示了PD患者的半球偏侧化异常模式。这项历时4年的纵向研究创新性地采用不对称性参数(PAS)量化功能偏侧化程度,结合艾伦人脑图谱(AHBA)的转录组数据和神经递质图谱,构建了从宏观影像到分子机制的完整证据链。

研究团队运用三大关键技术:静息态fMRI扫描获取58例初治PD患者和85例健康对照的脑功能数据;基于图论分析计算半球内/间功能连接强度(FCS)和PAS参数;通过空间转录组关联分析(STAA)和神经递质-影像关联分析(NTIA)解析分子机制。机器学习则用于评估PAS的诊断预测价值。

主要发现

  1. 功能连接异常:PD患者尾状核/苍白球和丘脑区域呈现显著的半球内FCS增强(p<0.01,FDR校正),同时伴随PAS负值偏移,这种模式在0.15-0.25不同相关阈值下保持稳定。

  2. 分子关联:异常偏侧化区域的空间基因表达特征显著富集于突触传递(DRD2、HTR2A)和神经发育(SLC6A4)相关基因,与多巴胺D2受体密度(r=0.68)和囊泡乙酰胆碱转运体(VAChT)分布高度相关。

  3. 临床价值:基于PAS的随机森林模型实现75.52%诊断准确率,治疗反应预测相关性达r=0.763,显著优于传统临床指标。

讨论与意义

该研究首次证实皮质-基底节-丘脑网络的偏侧化紊乱是PD的潜在神经标记。特别值得注意的是,虽然4周帕罗西汀治疗显著改善临床症状(HAMA评分下降34.2%,p<0.001),但PAS参数未见明显变化,提示这些偏侧化改变可能是PD的"特质性"特征而非状态依赖表现。

从转化医学角度看,研究建立的"功能偏侧化-基因表达-神经递质"三位一体分析框架,为理解PD的神经生物学基础提供了新范式。机器学习验证的PAS诊断效能,则向开发客观影像标志物迈出关键一步。未来研究可进一步探索这些偏侧化特征在PD不同亚型中的特异性,以及其作为治疗靶点的潜在价值。

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