科学家地图基因潜在的大脑和老龄化认知下降的变化

根据今天描述的新数学模型，阿尔茨海默病的疾病与健康衰老分享了一些关键的相似之处el。

该模型提供了对老年人和神经退行性大脑的多尺度生物改变的独特见解，具有识别Alzheimer疾病的未来治疗目标的重要意义。

研究人员利用一系列生物数据 - 从“微观”信息的数学模型，使用基因活动从“宏观”信息“宏观”信息有关大脑的毒性蛋白质（TAU和淀粉样蛋白），其神经元功能，脑血管流动，代谢和组织结构的信息分子宠物和MRI扫描。

“在老化和疾病研究中，大多数研究在微观或宏观规模处致力于脑测量，未能检测几个之间的直接因果关系生物因素在多个空间决议中，“首次作者Quadri Adewale，一博士，加拿大麦吉尔大学神经内科和神经外科部门候选人。”我们希望在全面的和临床扫描数据中将全脑基因活动测量结合在一起个性化模型，我们然后验证健康老化和阿尔茨海默病的疾病。“

该研究涉及460人在四种不同时间点至少有四种不同类型的脑扫描，作为阿尔茨海默病神经影像倡议队的一部分。在460名参与者中，151例临床上被鉴定为无症状或健康对照（HC），161例，早期的可爱认知障碍（EMCI），113，晚期的轻度认知障碍（LMCI）和35例，具有可能的阿尔茨海默病（AD）。

来自这些多模式扫描的数据与数据相结合基因活动来自艾伦人脑图集，为20,267个基因提供全脑基因表达的细节。然后将大脑分成138个不同的灰质区域，以便将基因数据与来自扫描的结构和功能数据组合起来。

该团队随后探讨了空间遗传模式与扫描信息之间的因果关系，并交叉引用了与认知功能相关的变化。他们发现，对于阿尔茨海默病，模型预测认知功能下降程度的能力最高，随后是通过不太明显的认知（LCMI，ECMI）的明显下降，最后是健康的对照。这表明该模型可以再现大脑积累的有毒蛋白质，神经元功能和组织结构在临床扫描中看到的各个多因素变化。

接下来，该团队使用模型来寻找在健康老化的正常过程中导致认知衰退的基因，使用临床上稳定的健康控制参与者的正常过程中的时间。认知变化包括内存和执行功能，如灵活思维。他们发现了八个基因，这导致了扫描中看到的成像动态，并且与健康个体的认知变化相对应。值得注意的是，在健康衰老中改变的基因也已知在阿尔茨海默病的发展中影响了两种重要的蛋白质，称为Tau和淀粉样蛋白β。

接下来，他们运行类似的分析，寻找推动阿尔茨海默病进展的基因。在这里，它们鉴定了与扫描数据相关的111个基因，并且在阿尔茨海默病中具有相关的认知变化。

最后，他们研究了鉴定的111个基因的功能，发现它们属于65种不同的生物过程 - 大多数与神经变性和认知下降有关。

“我们的研究提供了前所未有的洞察衰老和阿尔茨海默病相关的生物因素之间的多尺度相互作用以及所确定的可能的机械角色基因“麦吉尔大学神经内科和神经外科助理助理教授的高级作者Yasser Iturria-Medina结束。”我们表明阿尔茨海默病的疾病和健康衰老股份复杂的生物机制，即使阿尔茨海默病是一个不同的实体改变的分子和宏观途径。这个个性化模型为老年人大脑的多尺度改变提供了新的洞察力，具有重要意义，识别未来的Alzheimer治疗的目标疾病进展。“