ADHD中执行功能的遗传机制研究及其在疾病识别中的应用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31871259
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    59.0万
  • 负责人：
    常素华
  • 依托单位：
    北京大学
  • 学科分类：
    C0604.表型、行为与疾病的遗传学基础
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) is a common psychiatric disorder with high worldwide prevalence, brings serious burden to the patients, families and society. Dysfunction of executive functions is a common deficit in ADHD patients. Both ADHD and executive functions have high heritability. In our previous study, we have identified several SNPs, genes and pathways for executive functions in ADHD patients. However, since there are no control samples, the relationship between the genetic loci, executive functions, ADHD and ADHD symptoms still need further exploration, also the effect of the genetic loci on brain function. In this project, we would collect executive function data for 1000 normal controls, compare the data with the ADHD patients to identify and quantify ADHD related executive function measures, and further analyze the association of the executive function measures with ADHD symptoms. Then, we would conduct genome-wide association study for executive functions in ADHD patients and controls, compare the association result in patients and controls and further analyze the association of the genetic loci with ADHD and ADHD symptoms. We will also use fMRI data to analyze the effect of the genetic loci on related brain region function. Finally, we would use machine-learning methods to build disease prediction model and disease differentiation model by integrating both executive function data and genetic data. This project would provide important data for understanding ADHD related executive functions and its genetic basis, benefit the reveal of ADHD pathogenesis and provide clues for the early detection and precision prevention of ADHD.
注意缺陷多动障碍（ADHD）具有较高发病率，社会危害严重。ADHD儿童存在多种执行功能缺损。ADHD和执行功能都具有较高遗传度。我们前期已经在ADHD病人中鉴定了一些执行功能相关的位点、基因和通路，但由于没有正常对照样本，遗传位点与执行功能、ADHD、ADHD症状之间的关系以及对脑功能的影响还有待深入研究。本项目拟收集1000例正常儿童的执行功能数据，与已有的ADHD病人的数据进行比较，量化ADHD相关的指标，并分析不同指标与ADHD症状的关系；其次，在正常和病人中开展执行功能指标的全基因组关联研究，分析执行功能遗传位点与ADHD及其症状的关系，并结合功能影像数据分析遗传位点对相关脑区功能的影响；最后将利用机器学习方法构建基于执行功能和遗传数据的疾病识别模型和细分模型。该项目将为理解ADHD相关执行功能的遗传基础提供重要数据，有助于揭示疾病的致病机理，并为疾病早期识别和精准干预提供指导。

结项摘要

注意缺陷多动障碍（ADHD）是一种常见的儿童期发病的神经发育障碍。ADHD病人常存在执行功能缺陷。本项目从内表型角度研究了ADHD病人中执行功能的遗传基础，具体开展的研究内容包括：1）开展多种精神疾病多基因风险值与ADHD中执行功能的关联分析，分析ADHD病人中的三种执行功能指标与ADHD、孤独症（ASD）、抑郁症（MDD）、双相情感障碍（BP）、精神分裂症（SZ）的多基因风险值（PRS）的关系，从而揭示不同精神疾病关联的认知功能异同，分析结果进一步突出ADHD与抑制控制的强关联；2）开展ADHD儿童和健康对照中抑制控制的联合GWAS研究，通过整合1740个ADHD病人样本和1350个正常对照样本的抑制控制指标和遗传学数据，进行了病人抑制控制和正常对照抑制控制的遗传位点的分别分析和联合分析，得到了6个显著的遗传位点；进一步利用全转录组关联分析（TWAS）、条件化关联分析方法（condFDR）对遗传结果进行了进一步的深入挖掘，得到更多显著的基因和遗传位点；最后，利用XGBoost方法构建了整合两种抑制控制指标和ADHD、ASD和MDD的PRS的预测模型，预测AUC可以达到0.838，为ADHD的精准诊断提供了重要的依据。3）鉴于ADHD儿童常存在共病现象，本项目从遗传和影像角度分析了ADHD与多种相关行为的遗传相关性和共享的影像机制：我们开展了ADHD与成瘾的遗传关联研究，结果发现ADHD的PRS与药物成瘾的遗传风险相关，孟德尔随机分析显示ADHD对海洛因成瘾具有致病（causal）关系；基于人类脑影像连接组项目（HCP）中的静息态脑影像数据分析了ADHD与相关行为和认知表型的共享影像机制。项目研究结果为理解ADHD及其内表型的遗传机制、ADHD的早期识别与精准诊断提供了重要依据。项目执行阶段共发表了9篇文章，有一篇影响因子超过8分，7篇文章的影响因子超过5分。本项目完成了任务书中既定的研究内容和研究目标。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Genome-wide association study of alcohol dependence in male Han Chinese and cross-ethnic polygenic risk score comparison
汉族男性酒精依赖全基因组关联研究及跨民族多基因风险评分比较
  • DOI：
    10.1038/s41398-019-0586-3
  • 发表时间：
    2019-10-07
  • 期刊：
    TRANSLATIONAL PSYCHIATRY
  • 影响因子：
    6.8
  • 作者：
    Sun, Yan;Chang, Suhua;Shi, Jie
  • 通讯作者：
    Shi, Jie
Shared polygenic risk for ADHD, executive dysfunction and other psychiatric disorders
ADHD、执行功能障碍和其他精神疾病的共同多基因风险
  • DOI：
    10.1038/s41398-020-00872-9
  • 发表时间：
    2020-06-09
  • 期刊：
    TRANSLATIONAL PSYCHIATRY
  • 影响因子：
    6.8
  • 作者：
    Chang, Suhua;Yang, Li;Faraone, Stephen, V
  • 通讯作者：
    Faraone, Stephen, V
Genome-wide association meta-analyses identify novel genetic risk loci and polygenic phenotype associations for heroin, methamphetamine and alcohol dependences.
全基因组关联荟萃分析确定了海洛因、甲基苯丙胺和酒精依赖的新遗传风险位点和多基因表型关联
  • DOI：
    10.1002/ctm2.659
  • 发表时间：
    2022-01
  • 期刊：
    Clinical and translational medicine
  • 影响因子：
    10.6
  • 作者：
    Chang SH;Sun Y;Wang F;Chang XW;Zhang YJ;Jia TY;Sun HQ;Yue WH;Wu P;Lu L;Shi J
  • 通讯作者：
    Shi J
RBFOX1 and Working Memory: From Genome to Transcriptome Revealed Posttranscriptional Mechanism Separate From Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder.
RBFOX1 和工作记忆：从基因组到转录组揭示了与 ADHD 不同的转录后机制
  • DOI：
    10.1016/j.bpsgos.2022.08.006
  • 发表时间：
    2023-10
  • 期刊：
    Biological psychiatry global open science
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
  • 通讯作者：
DNA Methylation Markers and Prediction Model for Depression and Their Contribution for Breast Cancer Risk.
DNA 甲基化标记物和抑郁症预测模型及其对乳腺癌风险的贡献
  • DOI：
    10.3389/fnmol.2022.845212
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Frontiers in molecular neuroscience
  • 影响因子：
    4.8
  • 作者：
    Wang N;Sun J;Pang T;Zheng H;Liang F;He X;Tang D;Yu T;Xiong J;Chang S
  • 通讯作者：
    Chang S

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表情面孔阈下情绪启动效应的三个阶段: 来自ERP的证据
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  • 期刊：
    心理学报
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  • 作者：
    张伟娜;吕勇;常素华
  • 通讯作者：
    常素华
从首个合成细胞看合成生物学的现状与发展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    科学通报(Chinese Science Bulletin)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张柳燕;常素华;王晶*
  • 通讯作者：
    王晶*

其他文献

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整合多组学数据研究ADHD症状和认知功能的动态变化机制
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    2021
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  • 项目类别：
    面上项目

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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