科学家绘制了衰老过程中导致大脑和认知能力下降的基因变化图

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。

该模型为老年人和神经退行性大脑的多尺度生物学改变提供了独特的见解，对确定阿尔茨海默病的未来治疗靶点具有重要意义。

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加拿大麦吉尔大学神经内科和神经外科博士候选人、第一作者Quadri Adewale解释道。“我们希望将全脑基因活动测量数据与临床扫描数据结合在一个全面和个性化的模型中，然后我们进行了验证健康老化和阿尔茨海默病的疾病。“

这项研究涉及460人，他们在4个不同的时间点至少接受了4种不同类型的大脑扫描，这是阿尔茨海默病神经成像计划队列的一部分。460例患者中，无症状或健康对照组(HC) 151例，早期轻度认知障碍(EMCI) 161例，晚期轻度认知障碍(LMCI) 113例，疑似阿尔茨海默病(AD) 35例。

来自这些多模式扫描的数据与数据相结合基因活性来自艾伦人脑图集，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。

研究小组随后探讨了空间遗传模式和扫描信息之间的因果关系，并将其与认知功能的年龄相关变化进行了交叉引用。他们发现，模型预测阿尔茨海默氏症认知功能衰退程度的能力最高，其次是认知功能衰退程度(LCMI, ECMI)，最后是健康对照组。这表明，该模型可以重现在临床扫描中观察到的毒性蛋白积累、神经元功能和组织结构的个体多因素变化。

接下来，研究小组利用该模型寻找在正常的健康衰老过程中，随着时间的推移导致认知能力下降的基因。研究对象是健康对照组的一部分参与者，他们在临床上保持了近8年的稳定。认知变化包括记忆和执行功能，如灵活思维。他们发现了8个基因，这些基因有助于在扫描中看到的成像动态，并与健康个体的认知变化相对应。值得注意的是，在健康的衰老过程中发生变化的基因也会影响阿尔茨海默氏症发展过程中的两种重要蛋白质，即tau蛋白和β淀粉样蛋白。

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，他们研究了已鉴定的111个基因的功能，发现它们属于65个不同的生物过程——其中大多数通常与神经退行性变和认知能力下降有关。

“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。“

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