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探究單胺氧化酶 A 多態(tài)性與抑制控制能力的關系論文
近年來，隨著分子生物學的發(fā)展，情緒個體差異的遺傳背景受到越來越多的關注。研究發(fā)現(xiàn)，情緒的產(chǎn)生和調節(jié)與神經(jīng)遞質代謝酶基因多態(tài)性有關。單胺氧化酶( MAO) A 是單胺類神經(jīng)遞質的主要代謝酶類，MAO A 多態(tài)性與攻擊行為〔1〕、焦慮癥〔2〕等關系密切，動物研究〔3〕也證實 MAO A 多態(tài)性與攻擊性有關。本課題組前期研究〔4〕也發(fā)現(xiàn) MAO A 多態(tài)性與憤怒情緒的產(chǎn)生與表達相關。攻擊性行為和憤怒、抑郁情緒等的產(chǎn)生均與人的執(zhí)行功能( EF) ，尤其是抑制控制密切相關〔5〕，那么 MAOA 多態(tài)性對憤怒等負性情緒的影響是否因為其對抑制控制能力的調節(jié)呢? 本文選擇事件相關電位技術( ERPs) 考察不同MAO A 基因型的被試者抑制控制能力是否不同。
1 材料與方法
1. 1 對象 以某學院在校正常大學生為研究對象，經(jīng)倫理委員會批準后招募被試，填寫知情同意書及一般情況調查表。
1. 2 試驗程序和任務 刺激由 E-prime 2. 0 系統(tǒng)控制呈現(xiàn)。參考文獻，以黑色單/雙三角形構成 Go/Nogo 任務刺激圖形，共8 組刺激，每組含100 個試次，其中 Go 任務為60 個，Nogo 任務為40 個。要求被試 Go 任務時做按鍵反應。按鍵左右手在被試者中交叉平衡。整個實驗約需要20 min，實驗完成后給予被試一定酬勞。
1. 3 數(shù)據(jù)采集與處理 采用 NuAmps40 導系統(tǒng) ( NeuroscanInc) 記錄腦電。同步記錄連續(xù)腦電圖( EEG) 與行為學數(shù)據(jù)，用Neuroscan4. 5 軟件對腦電數(shù)據(jù)進行離線分析。對反應正確的EEG 進行分類疊加，得到 Go 和 Nogo 刺激產(chǎn)生的兩類 ERP 數(shù)據(jù)。對得到的 ERPs 進行 30 Hz( 24 dB/oct) 無相移低通數(shù)字濾波。
1. 4 基因分型
1. 4. 1 多態(tài)性位點的選擇 根據(jù)報道，從人類基因組單體型圖( HapMap) 中選出能代表亞洲人 MAO A 基因單核苷酸多態(tài)性( SNP) 陽性信號的標簽 SNP rs5905613 基因多態(tài)性位點，考察其多態(tài)性( CC、CT、TT) 對抑制控制能力的影響。最終各基因型入組被試 CC 11 人，CT 9 人，TT 16 人。
1. 4. 2 PCR 擴增目的片段 以白細胞基因組 DNA 為模板，擴增目的基因片段。正義引物 CCACAATAGATAACCTTGGGC，反義引物 CCTGGGCCAAAAATGCTATTC，擴增片段長度 222 bp。PCR 反應體系: 模板 DNA 1 μl，10 倍 PCR 緩沖液 1. 5 μl，MgCl2( 25 mmol/L) 1.5 μl，dNTP( 10 mmol/L) 0.3 μl，Taq 酶 1.25 U，引物各0.25 μl，使用去離子水補足體積至 25 μl。反應條件:94℃ 預變性 2 min; 94℃ 變性 15 s、60℃ 退火 15 s、72℃ 延伸 30 s共35 個循環(huán);72℃延伸 3 min。擴增完成后 1.2%瓊脂糖凝膠電泳獲得目的核苷酸片段。各組被試一般情況( 年齡、學歷、性別) 無顯著性差異，具有可比性。
1. 4. 3 SNP 位點連接酶特異檢測反應( LDR) 針對 SNP 位點設計識別兩種不同堿基的左端探針( 長度相差3 bp) ，以及帶羥基熒光素( FAM) 的右端共用探針，終產(chǎn)物長度差別即為左端探針的長度差別。LDR 探針序列為右端公用探針 P-TGTAC-CATTTGTACTTGAGCCAGCATTTTTT-FAM， 左 端 探 針 TCTTTTTTTTTACCAAATTCCTCACTATCACAGGC，連接產(chǎn)物為 64 /C，左 端 探 針 TT TTTTTTTTTTTTACCAAATTCCTCACTAT-CACAGGT，連接產(chǎn)物為 67 /T。連接體系: PCR 產(chǎn)物 3 μl、10 ×Taq DNA 連接緩沖液 1 μl、Taq DNA ligase 5 U，特定 LDR 探針各0.1 pmol，去離子水補足體積至 10 μl。連接反應參數(shù):94℃變性30 s、60℃退火并連接3 min，循環(huán)20 次。反應結束后，4℃保存待用。取1 μl 連接反應產(chǎn)物，加 10 μl 上樣緩沖液( 已混入 Marker) ，95℃ 變性 3 min，立即冰水浴。連接產(chǎn)物經(jīng) ABI3730XL 測序儀掃描，根據(jù)目的峰與 Marker 的位置差距來讀取結果。
1. 5 統(tǒng)計學方法 導出行為學數(shù)據(jù)( 反應時、正確率、漏報率、錯報率) 進行單因素方差分析。本研究主要對 EEG 結果中線的五個電極位點進行統(tǒng)計分析。以刺激出現(xiàn)后200 ～300 ms 時間窗內(nèi)最大負波峰值及其出現(xiàn)時間為 N2 幅值和潛伏期、300 ～500 ms 時間窗內(nèi)最大正波峰值及出現(xiàn)時間為 P3 的幅值和潛伏期。為了強調 Nogo 效應和進行組間比較，研究使用相減技術從 Nogo 成分中減去 Go 成分，分別獲得 N2 和 P3 的差異波( N2d 和 P3d) ，以刺激出現(xiàn)后 200 ～300 ms、300 ～500 ms 時間窗內(nèi) N2d 和 P3d 的面積作為 Nogo 效應的指標〔7〕。分別對 N2、P3 峰值及差異波出現(xiàn)的潛伏期和峰值波幅進行混合重復測量數(shù)據(jù)方差分析。重復測量方差分析的 P 值采用 Greenhouse-Geisser 法校正。所有數(shù)據(jù)均采用 SPSS19. 0 軟件進行分析。
2 結 果
2. 1 一般情況及行為學數(shù)據(jù) 各組被試一般情況中年齡〔CC組( 19.50 ±0.67) 歲; CT 組( 19.44 ±1.13) 歲; TT 組( 19. 71 ±0. 92) 歲; F = 0. 311，P = 0. 734〕、學歷( 均為大學本科) 、性別( 均為女性) 無顯著性差異。三組被試的命中率、漏報率( Go 任務) 和錯報率( Nogo 任務) 差異均沒有統(tǒng)計學意義，反應時差異也沒有統(tǒng)計學差異。
2. 2 三組被試在不同刺激條件下產(chǎn)生的 N2、P3 成分峰潛伏期比較 各組間 Go 和 Nogo 刺激產(chǎn)生的 N2 成分組間及反應類型間差異均不顯著〔F( 2，33)= 1. 057，P = 0. 359，η2= 0. 060; F( 1，33)=0. 158，P = 0. 693，η2= 0. 005〕; 各組間 Go 和 Nogo 刺激產(chǎn)生的 P3成分潛伏期組間差異不顯著〔F( 2，33)= 2. 523，P = 0. 096，η2=0. 133〕，但反應類型間差異顯著〔F( 1，33)= 4. 778，P = 0. 036，η2=0. 126〕，事后檢驗顯示 Nogo 效應峰潛伏期( 390. 18 ± 5. 35) ms 較Go 效應峰潛伏期( 379. 11 ± 6. 68) ms 慢。見表 2，表 3。
2. 3 波幅 三組被試在不同刺激條件下產(chǎn)生的 N2 成分波幅，在反應類型、腦區(qū)及電極位置方面均存在明顯的主效應〔F( 1，33)= 63. 932，P = 0. 000，η2= 0. 660; F( 2，66)= 9. 129，P =0. 000，η2= 0. 217 和 F( 4，132)= 25. 961，P = 0. 000，η2= 0. 440〕。腦區(qū)和分組間存在交互效應〔F( 4，66)= 3. 217，P = 0. 019，η2=0. 163〕，簡單效應分析表明同一腦區(qū)三組被試間波幅差異不顯著，但同一組被試三個腦區(qū)間波幅差異顯著，以中線區(qū)波幅最負。見表5。三組被試在不同刺激條件下產(chǎn)生的 P3 成分波幅比較，組間比較差異顯著〔F( 2，132)= 3. 722，P = 0. 035，η2= 0. 184〕，成對比較 CT 組波幅〔( 11.29 ± 1.27) μV〕比 CC 組 〔( 7.07 ±1. 15) μV〕及 TT 組〔( 7. 50 ± 0. 95) μV〕波幅大。在反應類型、腦區(qū)和電極位置均存在明顯的主效應〔F( 1，33)= 6. 428，P =0. 016，η2= 0. 163; F( 2，66)= 7. 227，P = 0. 003，η2= 0. 180 和F( 4，104)= 5. 641，P = 0. 012，η2= 0. 146〕。成對比較表明 Nogo 條件下的 P3 波幅大于 Go 條件下的波幅，中線位置的電極波幅最大，左右腦區(qū)無差異，最大波幅分布在額中央?yún)^(qū)。中線部位五個電極的 N2d、P3d 面積組間差異均不顯著〔N2d: F( 2，33)= 1. 377，P = 0. 266，η2= 0. 077; P3d: F( 2，33)=0. 327，P = 0. 723，η2= 0. 019〕，電極位置差異顯著〔F( 4，132)=18. 722，P = 0. 000，η2= 0. 362〕，成對比較顯示額區(qū)和額中央?yún)^(qū)差異波面積最大，與其他3 個位點間差異顯著。
3 討 論
本研究從行為數(shù)據(jù)上看，三組被試的 Go/Nogo 任務的行為反應無明顯差異。Go/Nogo 任務十分簡單，這可能是三組被試的任務表現(xiàn)無顯著性差異的原因。從 ERP 數(shù)據(jù)來看，被試在Nogo 試次的 N2 及 P3 波波幅增大，成功地誘發(fā)出了 Nogo 效應;Nogo-P3 最大波幅分布在額中央位點，出現(xiàn)前部化效應。雖然N2 和 P3 差異波的差異不顯著，但 CT 組被試 Go 和 Nogo 試次的 P3 波幅較 CC 組和 TT 組被試均顯著增大，顯示三組被試在認知信息加工處理過程中具有不同的腦電活動特征。執(zhí)行功能是指在完成復雜的認知任務時，對各種認知過程進行協(xié)調，以保證認知系統(tǒng)以靈活、優(yōu)化的方式實行特定目標的一般性控制機制; 其本質就是對其他認知過程進行控制和調節(jié)〔8〕。執(zhí)行功能的主要成分包括抑制控制，轉換和刷新等，其中抑制控制是執(zhí)行功能的核心成分〔9〕。個體憤怒特質與攻擊行為關系密切，研究〔10〕表明高特質憤怒個體在敵意情境下會表現(xiàn)出更多的行為攻擊傾向，而國內(nèi)外研究〔5〕均表明攻擊行為等與執(zhí)行功能尤其是抑制控制功能呈負相關。ERPs 具有較高的時間分辨率和一定的空間分辨率。大量研究表明，Go/Nogo 任務可以用來檢測抑制控制功能。在 Go/Nogo 任務中被試需要對靶刺激做出反應( Go) ，而抑制對非靶刺激的反應沖動( No-go) 。 該任務產(chǎn)生兩個主要腦電 成分，第一個是波峰在200 ～ 300 ms潛伏期內(nèi)的 Nogo-N2 成分; 第二個成分是波峰在300 ～ 500 ms潛伏期內(nèi)的 Nogo-P3 成分。這兩個 ERP 成分都被認為與反應抑制活動有關。Nieuwenhuis 等〔11〕報告 N2 波幅在低頻刺激下增大且定位于前扣帶回，并據(jù)此認為 Nogo-N2 代表了信息輸入及加工過程中干擾信息的監(jiān)測。Smith 等〔12〕發(fā)現(xiàn)被試對 Go 刺激反應越快，誘發(fā)出來的 Nogo-P3 就越大。Kok等〔13〕則報道在 Stop-Signal 任務中，正確的 Nogo 試次明顯比錯誤的 Nogo 試次誘發(fā)出來的 Nogo-P3 大。因此，前中央部需要抑制反應的試次誘發(fā)出來的 Nogo-P3 增大被認為是反映了抑制過程〔14〕。盡管兩者的心理過程沒有最終確定，但可以認為 Nogo-N2 和 Nogo-P3 可能分別代表了與抑制控制有關的兩個加工過程: 沖突監(jiān)測和反應抑制。
雖然本研究中三組被試的 N2d 和P3d 均未發(fā)現(xiàn)不同，即未發(fā)現(xiàn)三組被試的抑制控制能力存在顯著差異，但三組被試在 P3 波波幅的顯著差異，表明不同 MAO A基因多態(tài)性對大腦信息加工和處理過程存在影響，CT 多態(tài)性被試在加工處理信息過程中產(chǎn)生了更顯著的電活動，動員了更多的認知資源。
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