時(shí)間:?2020年08月03日?| 作者:?Admin?| 來源:?科研圈

近期一項(xiàng)研究中的基因表達(dá)數(shù)據(jù)顯示，性染色體可能在塑造解剖結(jié)構(gòu)性別差異過程中發(fā)揮重要作用。?

來源 NIH/NIMH

翻譯 阿金

審校 張之典

一項(xiàng)針對 2000 多份大腦掃描的科學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，人類大腦某些區(qū)域容量存在高度可復(fù)現(xiàn)的性別差異。這種大腦容量性別差異模式與在大腦皮質(zhì)尸檢樣本中觀察到的性染色體基因表達(dá)模式相對應(yīng)，表明性染色體可能影響大腦解剖結(jié)構(gòu)性別差異的發(fā)育或者保持。該研究由美國國立衛(wèi)生院（NIH）下屬的美國國立精神衛(wèi)生研究所（NIMH）的研究人員領(lǐng)導(dǎo)，成果發(fā)表在《美國國立科學(xué)院院刊》（PNAS）上。

“更加清晰地理解人類大腦組織的性別差異非常重要，有助于我們認(rèn)識到認(rèn)知、行為和精神疾病風(fēng)險(xiǎn)中明確存在的性別差異。我們受到動物模型性別差異新發(fā)現(xiàn)的啟發(fā)，想要嘗試縮小動物數(shù)據(jù)和人類大腦性別差異模型之間的差距?！盇rmin Raznaha 說道，他是該文章作者，也是 NIMH 發(fā)育神經(jīng)基因組學(xué)部門的負(fù)責(zé)人。

長久以來，研究人員一直觀察到，小鼠皮質(zhì)下腦結(jié)構(gòu)中存在一致的性別差異。一些研究認(rèn)為，這些解剖結(jié)構(gòu)差異很大程度上是因?yàn)樾约に氐淖饔茫⑻岢隽恕耙孕韵贋楹诵摹钡睦碚搧斫忉尨竽X發(fā)育過程中的性別差異。然而，更多近期的小鼠研究揭示了皮質(zhì)結(jié)構(gòu)中一致的性別差異，與此同時(shí)，基因表達(dá)數(shù)據(jù)也顯示，性染色體可能在塑造解剖結(jié)構(gòu)性別差異過程中發(fā)揮作用。雖然小鼠大腦和人類大腦有許多相似之處，但小鼠模型中的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是否也適用于人類尚未有定論。

為了探索人類大腦中性別差異的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)，Raznahan 和研究的主要作者 Siyuan Liu 博士及其同事們首先分析了人類連接組項(xiàng)目（HCP）收集到的神經(jīng)成像數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)來自 976 名健康成年人，年齡介于 22 歲到 35 歲之間，結(jié)果揭示了特定皮質(zhì)結(jié)構(gòu)容量存在一致的性別差異。平均來說，女性的內(nèi)側(cè)和外側(cè)前額葉皮質(zhì)、眶額葉皮質(zhì)、顳上葉皮質(zhì)和側(cè)頂葉皮質(zhì)擁有相對更大的皮質(zhì)容量。而男性則在腹側(cè)顳葉區(qū)和枕葉區(qū)擁有相對更大的皮質(zhì)容量，包括顳極、梭狀回和初級視皮質(zhì)。

隨后，Liu 和同事使用兩種互補(bǔ)的方法來確定發(fā)現(xiàn)結(jié)果是否可復(fù)現(xiàn)。首先，研究人員將 HCP 數(shù)據(jù)集隨機(jī)地一分為二，比較兩半中的結(jié)果，總共展開了 1000 次的對半分比較。結(jié)果表明，皮質(zhì)容量的性別差異模式具有高度穩(wěn)定性。然后，研究人員在來自英國生物銀行的不相關(guān)神經(jīng)成像數(shù)據(jù)集中量化了 HCP 發(fā)現(xiàn)的可復(fù)現(xiàn)性。盡管數(shù)據(jù)集擁有顯著的人口統(tǒng)計(jì)和方法差異，但是研究人員發(fā)現(xiàn)，皮質(zhì)容量性別差異的整體模式高度一致。

于是，Liu 與合作者們交叉對比了自己的解剖發(fā)現(xiàn)和公開獲取的大腦基因表達(dá)圖譜，這些圖譜來自 6 名遺體捐贈者的 1317 份腦組織尸檢樣本。結(jié)果顯示，皮質(zhì)容量性別差異的空間模式與皮質(zhì)中性染色體基因表達(dá)的空間模式相似。具體來說，對于性染色體基因表達(dá)水平相對高的皮質(zhì)區(qū)男性的皮質(zhì)容量大于女性。

這一皮質(zhì)性染色體基因表達(dá)的對應(yīng)關(guān)系還與先前小鼠研究的發(fā)現(xiàn)結(jié)果一致，研究表明，大腦解剖結(jié)構(gòu)的性別差異可能至少部分是源自于哺乳動物演化過程中保留下來的遺傳機(jī)制。這些發(fā)現(xiàn)表示，皮質(zhì)容量的性別差異可能受到了位于 X 和 Y 性染色體上的基因影響。

“男性和女性在許多遺傳和環(huán)境因素方面各有差異，而這些因素都可能會潛在地影響大腦發(fā)育。因?yàn)槿梭w實(shí)驗(yàn)具有挑戰(zhàn)性，我們常常依靠觀察數(shù)據(jù)來推斷大腦性別差異的潛在遺傳或者環(huán)境驅(qū)動因素?！盧aznahan 說，“我們觀察到，不同男性和女性群體中解剖結(jié)構(gòu)性別差異存在高水平的可復(fù)現(xiàn)性，這些差異和性染色體基因表達(dá)之間也有聯(lián)系，以上事實(shí)都表明，性別差異可能并非主要只受到環(huán)境因素的影響?！?/p>

研究人員還將自己的解剖結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)與 11000 多項(xiàng)功能性神經(jīng)成像研究數(shù)據(jù)做了比較。結(jié)果顯示，HCP 數(shù)據(jù)集中表現(xiàn)出皮質(zhì)容量性別差異的大腦區(qū)域，和功能性神經(jīng)成像研究中與面部處理相關(guān)的大腦區(qū)域，兩者存在空間重疊。

有了這些發(fā)現(xiàn)作為“路線圖”，未來研究能夠更加有效地調(diào)查人類大腦性別差異的前因和后果。

原文鏈接：

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-07/niom-nss071620.php