心理所研究发现年轻人群脑血流量在特定脑区有中等遗传度

　　血液灌注是指流经一个器官或组织体的毛细循环血流速率，是所有器官的重要生理特性，对大脑也具有重要意义。大脑是人体最重要的器官，重量仅仅占体重的2～3%，但正常成人全脑血流量约为800～1000毫升/分钟，占每分钟心脏搏出量的20%。脑血流量（Cerebral Blood Flow，CBF）是指每100g脑组织在单位时间内通过的血流量，被认为是大脑新陈代谢和神经活动的重要指标。近年来，CBF失调已成为神经系统疾病和精神疾病的潜在神经影像生物标志物。既往研究也发现了CBF受遗传因素影响，但这些研究多关注于中老年人，目前尚无对年轻人群CBF的遗传性报道。 

　　为了研究年轻人群CBF的遗传度并探索其脑区特异性，中国科学院心理研究所周媛研究员带领团队与磁共振成像研究中心工程师党祎博士合作开展了一项双生子研究。这项研究招募了130名同性别青少年或成年早期的双胞胎志愿者，通过动脉自旋标记成像进行CBF测量，并且从Harvard-Oxford模板脑区、脑叶、脑动脉灌注区域三种不同空间尺度，分析了各脑区CBF的遗传度。 

　　研究结果表明，年轻人大脑左前动脉和大脑右后动脉灌注脑区的CBF受中等程度遗传因素影响，主要体现在额叶、扣带回和纹状体等脑区，且左半球脑区的遗传度最高。这些研究发现表明遗传因素对年轻人群特定脑区CBF有影响。研究结果拓展了研究者对发育中大脑CBF遗传基础的认识，并强调了脑区水平分析对理解CBF遗传度的重要性。此外，研究也发现年轻人群中皮层脑区CBF遗传度低于文献所报道的中老年人人群，为了更好地了解年龄与CBF遗传度之间的关系，未来将会在更大的年龄范围内对CBF的遗传度进行研究。 

图1. Harvard-Oxford模板中各个脑区 CBF 的遗传度

A：ACE 模型示意图；B：CBF有显著遗传贡献的脑区分布；C：各脑区CBF的遗传贡献程度

　　鉴于青少年和年轻成年人正处于大脑发育的关键阶段，易受情绪障碍和精神疾病的影响，了解该人群CBF的遗传度，有助于识别CBF异常精神疾病的潜在生物标志物。因此，该研究的发现对科学研究和临床实践具有重要意义，也强调了进一步研究遗传在脑功能和心理健康中的作用的必要性。 

　　该研究受到了中国科学院技术支撑人才项目(E2CX1154)、国家自然科学基金项目（81771473，91432302，31300841）、中国科学院青年创新促进会项目，以及中国科学院心理研究所揭榜挂帅项目（E2CX3815CX）的支持。心理所磁共振成像研究中心工程师党祎博士和澳门大学博士生何毓文为文章共同第一作者，心理所研究员周媛为通讯作者。研究成果已在线发表于Cerebral Cortex。 

　　论文信息： 

　　Yi Dang, Yuwen He, Dang Zheng, Xiaoming Wang, Jie Chen, Yuan Zhou, Heritability of cerebral blood flow in adolescent and young adult twins: an arterial spin labeling perfusion imaging study, Cerebral Cortex, 2023, bhad310, https://doi.org/10.1093/cercor/bhad310