血液灌注是指流經(jīng)一個(gè)器官或組織體的毛細循環(huán)血流速率，是所有器官的重要生理特性，對大腦也具有重要意義。大腦是人體最重要的器官，重量?jì)H僅占體重的2～3%，但正常成人全腦血流量約為800～1000毫升/分鐘，占每分鐘心臟搏出量的20%。腦血流量（Cerebral Blood Flow，CBF）是指每100g腦組織在單位時(shí)間內通過(guò)的血流量，被認為是大腦新陳代謝和神經(jīng)活動(dòng)的重要指標。近年來(lái)，CBF失調已成為神經(jīng)系統疾病和精神疾病的潛在神經(jīng)影像生物標志物。既往研究也發(fā)現了CBF受遺傳因素影響，但這些研究多關(guān)注于中老年人，目前尚無(wú)對年輕人群CBF的遺傳性報道。 

　　為了研究年輕人群CBF的遺傳度并探索其腦區特異性，中國科學(xué)院心理研究所周媛研究員帶領(lǐng)團隊與磁共振成像研究中心工程師黨祎博士合作開(kāi)展了一項雙生子研究。這項研究招募了130名同性別青少年或成年早期的雙胞胎志愿者，通過(guò)動(dòng)脈自旋標記成像進(jìn)行CBF測量，并且從Harvard-Oxford模板腦區、腦葉、腦動(dòng)脈灌注區域三種不同空間尺度，分析了各腦區CBF的遺傳度。 

　　研究結果表明，年輕人大腦左前動(dòng)脈和大腦右后動(dòng)脈灌注腦區的CBF受中等程度遺傳因素影響，主要體現在額葉、扣帶回和紋狀體等腦區，且左半球腦區的遺傳度最高。這些研究發(fā)現表明遺傳因素對年輕人群特定腦區CBF有影響。研究結果拓展了研究者對發(fā)育中大腦CBF遺傳基礎的認識，并強調了腦區水平分析對理解CBF遺傳度的重要性。此外，研究也發(fā)現年輕人群中皮層腦區CBF遺傳度低于文獻所報道的中老年人人群，為了更好地了解年齡與CBF遺傳度之間的關(guān)系，未來(lái)將會(huì )在更大的年齡范圍內對CBF的遺傳度進(jìn)行研究。 

圖1. Harvard-Oxford模板中各個(gè)腦區 CBF 的遺傳度

A：ACE 模型示意圖；B：CBF有顯著(zhù)遺傳貢獻的腦區分布；C：各腦區CBF的遺傳貢獻程度

　　鑒于青少年和年輕成年人正處于大腦發(fā)育的關(guān)鍵階段，易受情緒障礙和精神疾病的影響，了解該人群CBF的遺傳度，有助于識別CBF異常精神疾病的潛在生物標志物。因此，該研究的發(fā)現對科學(xué)研究和臨床實(shí)踐具有重要意義，也強調了進(jìn)一步研究遺傳在腦功能和心理健康中的作用的必要性。 

　　該研究受到了中國科學(xué)院技術(shù)支撐人才項目(E2CX1154)、國家自然科學(xué)基金項目（81771473，91432302，31300841）、中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )項目，以及中國科學(xué)院心理研究所揭榜掛帥項目（E2CX3815CX）的支持。心理所磁共振成像研究中心工程師黨祎博士和澳門(mén)大學(xué)博士生何毓文為文章共同第一作者，心理所研究員周媛為通訊作者。研究成果已在線(xiàn)發(fā)表于Cerebral Cortex。 

　　論文信息： 

　　Yi Dang, Yuwen He, Dang Zheng, Xiaoming Wang, Jie Chen, Yuan Zhou, Heritability of cerebral blood flow in adolescent and young adult twins: an arterial spin labeling perfusion imaging study, Cerebral Cortex, 2023, bhad310, https://doi.org/10.1093/cercor/bhad310