鼻喷催产素对不同OXTR基因型携带者社会记忆与识别调控机制的fMRI研究

The oxytocin influences social cognition by combining with its specific receptor (OXTR) in the brain, however, the underlying neural mechanisms need to be systematically studied, especially the influence of OXTR gene polymorphisms on the modulation mechanisms need to be elucidated. Based on our previous finding of the influence of OXTR rs53576 gene polymorphism on the anxiety-related personality through modulating the functional coupling in the prefrontal-amygdala circuit, we further want to investigate the influences of OXTR rs53576 and rs2254298 on brain structure and functions and their interactions using multi-modality MRI and advanced imaging analysis methods. Importantly, we intend to elucidate the neural mechanisms of the enhancement of social memory and recognition after nasal oxytocin administration and the influences of OXTR gene polymorphisms, gender, and hormone levels in the blood on these mechanisms using a random double-blind, placebo-controlled, within-subject crossover design and fMRIs with facial expression recognition and social memory tasks. This study may improve our understanding of the neural mechanisms of the oxytocin system on social cognition, facilitate the development of drugs of the oxytocin system, which can improve the impaired function in social cognition and can enhance the ability of healthy subjects to adapt stress.

催产素通过与脑内特异性受体（OXTR）结合进而影响社会认知功能，其神经机制尚需系统研究，尤其是OXTR基因多态性对该调控机制的影响尚待明确。本项目在前期发现OXTR rs53576基因多态性通过调节前额叶-杏仁核的功能连接影响焦虑样人格特性的基础上，运用多模态MRI技术和先进的图像分析方法进一步研究rs53576和rs2254298基因多态性对脑结构和功能的影响及其交互效应。拟采用随机双盲、安慰剂对照的受试者内部交叉的实验设计方案和基于面孔表情识别和社会记忆任务的fMRI技术，重点阐述鼻喷催产素增进社会记忆与识别的神经机制及OXTR基因多态性、性别、外周血激素水平等因素对该机制的影响。该研究将有助于提高对催产素系统调控社会认知的神经机制的认识，有助于针对催产素系统的药物研发（如能够透过血脑屏障的选择性激动剂），以改善自闭症等精神疾病患者受损的社会认知功能、增强正常人对抗应激的能力。

催产素受体（oxytocin receptor, OXTR）基因的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNPs）与人类社会行为有关，既是好发于男性的孤独症的风险基因，又是好发于女性焦虑症的风险基因，但其内在的神经机制尚不清楚。本项目利用大样本健康青年被试，基于多模态MRI数据，利用影像遗传学分析方法重点研究了OXTR基因的多态性对人脑结构和功能的性别依赖性调控机制。主要发现包括：（1）OXTR rs53576女性AA纯合子双侧杏仁核的灰质体积明显小于女性GG/GA基因型携带者；女性AA纯合子双侧杏仁核与双侧前额叶的rsFC明显弱于女性G等位基因携带者，且左侧杏仁核与左侧前额叶的rsFC与焦虑样人格显著正相关性。该研究揭示了女性焦虑症高发的神经机制。（2）OXTR rs53576 男性AA纯合子下丘脑局部FCD、下丘脑与左侧背外侧前额叶的rsFC均明显弱于男性G等位基因携带者。该研究揭示了男性孤独症高发的神经机制。（3）OXTR rs2254298 男性A等位基因携带者（AA/AG）后扣带与右侧前岛叶、壳核及苍白球和双侧背侧前扣带rsFC明显低于男性GG纯合子；男性A等位基因携带者双侧背侧前扣带的皮层厚度明显薄于男性GG纯合子。该研究揭示了OXTR基因对默认网络结构和连接的性别依赖性调控机制。这些研究结果表明OXTR基因对人脑结构和功能的调控具有性别依赖性，这对理解OXTR变异与人类的社会行为学的个体差异的关联以及好发于男性的孤独症和好发于女性的焦虑症等精神类疾病的发病机制具有重要意义。