AD中脑网络功能连接性与基因组关联研究

发布时间：2020-10-12 21:07

　　 阿尔茨海默氏病(AD)是最常见的痴呆形式,占所有痴呆病例的50%-70%。目前,全球有3560万人患有AD,预计到2050年这一数字将增加到1.154亿,这是一种无法治愈的进行性和神经退行性疾病,它会导致记忆力减退和其他认知缺陷。近几年来,双生子研究证实了AD具有极高的遗传性,被认为是能够最早预测发病风险的一个重要指标。脑成像遗传学是一个新兴的研究领域,旨在通过利用不同的成像方式研究大脑结构和功能的基础遗传结构。然而,并非大脑中的所有变化都是遗传效应的直接结果。在本论文中,使用扩散加权磁共振成像数据构建脑网络,获得高度可遗传的脑网络连接。本文使用人类连接项目(HCP)提供的双胞胎数据,通过分析边缘级连接,即结构连接组中的分数各向异性,长度和纤维数和网络级参数,即七个网络级测量,特定的协调性系数,局部效率,模块性,传递性,聚类系数,整体效率和特征路径长度使用组内相关系数进行评估。本文使用多基因方差分量模型评估网络遗传性,获得具有显著遗传的连接网络,通过组内连接系数(ICC)进行可靠性测试,提取出来具有高可靠性,高遗传性的连接作为最后的可遗传脑网络。利用阿尔茨海默病神经影像学倡议(ADNI)中的基因型和DTI数据,使用DTI数据继续构建脑网络,将得到的脑网络映射到可遗传脑网络中,本文对大脑范围的连接测量进行了有针对性的遗传关联分析,以发现在AD控制下的脑连接的改变。本文与以往的研究脑区节点的相关性不同,主要将分析重点放在边缘连接水平测量上,包括纤维各向异性,纤维长度和纤维数目。此外,为了避免在成像处理中引入到一些误差,采取重复成像处理流程并评估所有连接的可靠性。对于进一步的成像遗传学关联分析,将仅考虑高度可靠的连接性测量。使用扫描年龄和性别作为协变量,本文使用一般线性回归模型来研究每对候选SNP和连通性测量之间的关联。在实施严格的Bonferroni校正后,发现SLC24A4中的rs10498633与各向异性,纤维总数和长度显着相关,包括一些连接的脑半球。降低了p值得阈值后,我们观察到APOE,ABCA7,EPHA1和CASS4中SNP对各种脑连接也具有显着遗传效应。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R749.16
【部分图文】：

阿尔茨海默病是最常见的脑痴呆形式，其特征是记忆逐渐丧失，其他认知功能进一步恶化。它已成为导致死亡的主要原因之一，由于缺乏有效的治疗，2000 年至 2018年期间阿尔茨海默症导致的死亡人数显着增加。神经影像学是研究 AD 的主要方法，其允许在脑内绘制结构，功能和分子 AD病理学。来自先前研究的累积证据表明 AD 患者的异常成像模式，例如皮质和皮质下的萎缩，皮质淀粉样蛋白沉积，灰质萎缩和功能性皮质断裂。阿尔茨海默氏症是老年人痴呆症的最常见原因。痴呆症是认知功能的丧失包括思考，记忆，推理和行为能力，其程度干扰了一个人的日常生活和活动。痴呆症的严重程度从最温和的阶段开始，即它刚刚开始影响一个人的功能时，到最严重的阶段，人必须完全依赖他人进行日常生活的基本活动时。如图 1.1 所示[1]。作为一种不可逆的进行性疾病，AD 病理改变早在症状出现前 10～20 年就已产生，现有的 AD 治疗方法对MCI 患者有一定疗效，即阻断或延缓 AD 病程的进展。然而，当患者出现明显的 AD临床症状时，疾病多数已经进入晚期，并且病程不可逆，故 AD 的早期诊断和干预成为大多数研究关注的焦点。所以，阿尔兹海默病的诊断技术和发病机制的研究对疾病防治具有关键意义。

4图 1.2 白质纤维束追踪图经影像学经影像学[30]是研究 AD 的主要方法，其允许在脑内绘制结构，功能和分子 A。功能连接性磁共振成像是一种能够在体内检查大脑功能连接的技术。它基现：功能相关的脑区会显示 MRI 信号中的相关低频波动，其源自与任务相关磁共振成像信号变化相同的血氧水平依赖性起源[31]。功能连接磁共振成像利关性来创建与任务无关的功能连接的图像。该技术已被用于证明右半球和左源区域（例如，运动，视觉和听觉皮层）和其他功能相关的大脑区域（例如海马，以及小脑，丘脑之间的连通性，和脑皮质部位）[32]。用于患者时，功络可用于检查神经功能网络水平的功能障碍。例如，功能连接网络将患有 A

第 2 章 实验数据来源及数据的处理 实验数据来源.1 ADNI 数据库本研究中使用的数据来自阿尔茨海默病神经影像学倡议（ADNI）数据库。A来自美国和加拿大 50 多个地点的研究人员，旨在通过收集纵向神经影像学，和遗传生物学数据来追踪人类大脑中 AD 的进展。ADNI 的一个关键目标是提学与多种类型成像（例如磁共振成像（MRI）和正电子发射断层扫描（PET）数据相结合的机会，以帮助研究疾病的机制。阿尔茨海默病神经影像学计划最成功的针对阿尔茨海默病的多方面研究，具有多中心，跨学科的特点，为茨海默病做出了重要贡献。本文中所用到的影像学数据和基因组学数据均来NI(http://adni.loni.usc.edu/)数据库。如下图 2.1 所示。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 孙秀洪;;网络隔离显“身手”[J];网络安全和信息化;2016年06期

2 程军;;一种新型网络隔离单向传输设备的设计与实现[J];通信技术;2017年10期

3 张继永;;网络隔离技术与信息安全[J];中国信息界;2010年09期

4 王莉;;网络隔离与防火墙技术的比较与研究[J];科技信息;2010年32期

5 李东风;戴明;;浅析第五代网络隔离技术[J];金融电子化;2006年09期

6 李捷;汪海航;谭成翔;;基于网络隔离系统的业务代理设计[J];计算机应用;2006年11期

7 刘谦;;基于网络隔离技术的信息资源共享方案研究[J];中小企业管理与科技(上旬刊);2017年12期

8 严立宇;祖立军;叶家炜;周雍恺;吴承荣;;云计算网络中多租户虚拟网络隔离的分布式实现研究[J];计算机应用与软件;2016年11期

9 唐轶媛;;浅谈网络隔离技术的发展及相关产品[J];电信快报;2007年01期

10 张骁,张继宗;魚和熊掌可以兼得 信息网络隔离与交换技术的应用研究[J];计算机安全;2004年02期

相关博士学位论文 前1条

1 张鹏飞;面向租户的云计算软件定义网络流量测量与性能分析[D];上海交通大学;2017年

相关硕士学位论文 前10条

1 何兵;AD中脑网络功能连接性与基因组关联研究[D];哈尔滨工程大学;2019年

2 周婷;共前驱体法玻璃纤维增强SiO_2气凝胶复合材料制备及燃烧性能研究[D];中国科学技术大学;2019年

3 曹一铎;基于网络传播的计算机病毒防御策略研究[D];天津工业大学;2019年

4 金鑫;遵义红花岗旧城中心区更新“步行网络修补”实践研究[D];重庆大学;2018年

5 高奇;基于机器视觉的网络隔离与视频传输系统的设计与实现[D];贵州大学;2018年

6 王超;公共性视域下网络教育问题及对策研究[D];重庆师范大学;2017年

7 徐飞;基于Kubernetes的多租户网络隔离的设计与实现[D];浙江大学;2017年

8 张锦玉;网络隔离系统通道协议设计与实现[D];国防科学技术大学;2007年

9 叶卫;信息网络隔离在杭州供电公司的设计与实现[D];华北电力大学;2014年

10 姜蕾;基于嵌入式技术的专用网络隔离设备研制[D];河北师范大学;2015年

本文编号：2838279