丘脑功能组织紊乱与帕金森病运动亚型遗传结构之间的相关性

《npj Parkinson's Disease》：Correlation of thalamic functional organization disturbances and genetic architecture in motor subtypes of Parkinson’s disease

　　

摘要

丘脑是运动回路中的关键中继中心，在帕金森病（PD）的病理生理学中起着重要作用。层次化组织是人类大脑网络的基本原理。然而，丘脑功能梯度与PD运动症状及其遗传调控之间的关系仍不清楚。在此研究中，我们对两个独立队列的丘脑-皮层功能连接组进行了降维处理，从而得出了丘脑的侧-中和前-后功能轴。数据集1包括46名健康对照组（HC）、72名姿势不稳和步态困难（PIGD）患者以及71名以震颤为主（TD）的患者。数据集2包括118名健康对照组（HC）、99名PIGD患者和101名TD患者。我们观察到，在侧/中轴上TD亚型的功能区域有所扩展，而在前/后轴上两种亚型的功能区域均有所收缩，这反映了单模态和跨模态网络中丘脑-皮层交互作用的潜在变化。丘脑网络梯度分析显示，PIGD和TD亚型在网络层面上都存在广泛的梯度变化。值得注意的是，在前两个梯度中，腹侧注意网络梯度与两种亚型的运动障碍呈负相关。利用Allen人类大脑图谱数据进行的转录-神经影像学关联分析发现了与丘脑梯度变化相关的亚型特异性基因，这些基因涉及不同的生物学过程，并且在“早期胎儿”阶段就开始过度表达。这些发现揭示了PD运动亚型中丘脑-皮层功能组织的改变，并提供了将丘脑功能梯度与基因表达模式联系起来的多尺度描述。