全球合作項目！揭示大腦灰質遺傳結構

　　大腦外層相對較薄、折疊的“灰質”層，對思考、信息處理、記憶和注意力至關重要。此前科學家懷疑大腦皮層表面積和厚度的遺傳基礎與精神分裂癥、雙相情感障礙、抑郁癥、注意缺陷多動障礙（ADHD）和孤獨癥等多種精神特征有關，但目前還未得到太多證據。

　　十年前，為尋找200多個基因組區域和300多個影響大腦皮層結構并可能在精神和神經疾病中發揮重要作用的特定基因變異，在北卡羅來納大學醫學院遺傳學系助理教授Jason Stein、南加州大學馬克和瑪麗·史蒂文斯神經成像和信息學研究所副所長Paul Thompson、澳大利亞柏QIMR格霍夫醫學研究所的Sarah Medland領導下，來自184個不同機構的360多名科學家共同創立了ENIGMA聯盟，數百名成像基因組學研究人員，根據大腦成像和遺傳數據了解大腦結構、功能和疾病。近日，《Science》雜志報道了該項目的第一個成果。

　　Stein說：“60多個MRI掃描和基因分型合作機構的鼎力合作是ENIGMA聯盟王冠上的珍寶。”

　　研究人員對5萬多人的核磁共振掃描和DNA進行了研究，以確定影響大腦結構的306種基因變異，從而闡明遺傳學如何導致個體大腦皮層差異。基因變異或變化是使我們獨一無二的微小基因差異。一般來說，有些變異會導致頭發顏色或血型的差異，有些與疾病有關。然而，數百萬個基因變異中的大多數都缺乏已知的定義。這就是為什么精確定位與皮質大小和結構相關的基因變異是一件大事。Stein和同事們認為他們新的大腦基因路線圖將有助于解釋某些基因如何影響個體的大腦物理結構和神經后果。

　　這篇《Science》的主要研究成果包括：

　　一些基因變異與皮質折疊有關，可以通過表面積衡量，而其他基因變異與皮質厚度有關。

　　決定表面積的基因與胎兒皮層的早期發育有關，而厚度似乎是由成人皮層中活躍的基因驅動的。

　　有抑郁或失眠遺傳風險的人在基因上傾向于擁有較低的表面積，而有帕金森氏病遺傳風險的人往往擁有較高的表面積。

　　該項目的規模很大，因此能在世界范圍內發現促進大腦發育和衰老的特定基因。

　　“我們以前對影響大腦的基因的理解大多來自小鼠等模型系統，”Stein說。“在小鼠中我們可以找到基因，敲除基因，或者過度表達基因，看看它們如何影響大腦的結構或功能。但這存在幾個問題。”

　　第一個問題，很簡單，老鼠不是人。我們只能在人腦中研究許多人類特有的特征。

　　“老鼠的遺傳基礎與人類的遺傳基礎非常不同，”Stein說，“尤其是在基因組的非編碼區域。”

　　只有3%的人類基因組編碼蛋白質，人類基因組的絕大多數被稱為非編碼基因組，這個區域的大部分DNA老鼠和人類并不共享。非編碼基因組由能夠調節其他基因表達的微小分子開關組成。這些開關不會直接改變蛋白質的功能，但會影響蛋白質的表達量。大多數與精神疾病相關的基因變異都存在于基因組的非編碼區。

　　現在，科學家們有了人類大腦基因圖譜的第一手資料，未來他們將能回答許多有關基因對大腦和疾病有何影響的重要課題。