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多巴胺、5-羟色胺和谷氨酸递质系统相关基因与人类认知能力的关系研究

龚平原  
【摘要】: 认知能力是可遗传的数量性状,中枢神经系统中参与神经信息传递和神经发育过程的有关基因影响人类认知能力的形成、发展以及个体差异。大量对神经递质系统中有关受体、酶与人的精神活动关系的研究提示,多巴胺、谷氨酸和5-羟色胺递质系统中一些编码受体、转运体和酶的基因可能与认知能力之间有密切的关系,特别对前额叶皮层有关的某些认知能力,这些基因的影响则更为显著。为了证实这一观点,并进一步确定不同递质系统中有关的基因与不同类型认知能力之间可能存在的具体关系,我们采取行为基因组学研究方法,选取多巴胺、5-羟色胺和谷氨酸递质系统中的DBH、MAOA、COMT、DAT、DRD2、DRD3、THP2、5-HT2A、5-HT6、GRM1和GRIN2B等11个基因,在700余名18-22岁随机选取的健康大学生人群样本中分析了这些基因的15个功能性多态位点与中央执行功能、工作记忆和空间认知能力的关系。 结果显示:(1) THP2、5-HT6、MAOA和5-HT2A基因与中央执行功能中的抑制功能有关,其中5-HT6、MAOA基因与抑制功能测验的反应时有关,THP2和5-HT2A基因与抑制功能测验完成的错误率有关,THP2、5-HT6和MAOA基因对于抑制功能有显著的独立主效应,5-HT2A基因与THP2基因联合后可对抑制功能产生显著的影响。DBH基因和DAT基因与转换功能有关,它们对转换功能测验完成的反应时有显著的独立主效应。MAOA基因在男性群体中与刷新功能具有显著的相关性。(2)从这些基因对不同类型工作记忆的影响来看,5-HT2A、GRIN2B、GRM1、DAT、COMT、BDNF、DRD2等七个基因与空间工作记忆有关,5-HT2A、GRIN2B、GRM1、DAT四个基因对空间工作记忆有显著的独立主效应,COMT、BDNF和DRD2基因与DAT基因联合后对空间工作记忆产生显著的影响。DRD2、GRM1、DAT、COMT等四个基因与数字工作记忆有关,DRD2、GRM1对数字工作记忆有显著的独立主效应DAT、COMT基因与BDNF和DRD2基因联合后可对数字工作记忆产生显著的影响。从这些基因对工作记忆不同方面的影响来看,DAT、5-HT2A、GRM1和GRIN2B基因与工作记忆测试的反应时有关,GRM1、COMT、BDNF和DRD2基因与工作记忆广度有关。(3)5-HT2A和DBH基因与空间认知能力有关,其中5-HT2A与空间认知能力中的积木连接、三维旋转以及图形识别有关,DBH基因只与积木连接成绩有关。 本研究进一步验证了中央执行功能、工作记忆和空间认知能力等人类认知能力受多巴胺、谷氨酸和5-羟色胺递质系统中一些编码受体、转运体和酶的有关基因的影响,其中THP2、5-HT6、MAOA、DBH, DAT对于中央执行功能有显著的独立主效应,5-HT2A、GRIN2B、GRM1、DRD2和DAT对工作记忆有显著的独立主效应,5-HT2A和DBH对空间认知能力有显著的独立主效应。


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