血管相关生物应激、DNA 甲基化和机体负荷如何影响认知?一项综合研究揭示关键机制

【字体: 时间:2025年04月24日 来源:BMC Neurology 2.2

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  随着年龄增长,血管疾病与认知变化的关系备受关注。研究人员针对血管疾病与认知领域的关系展开研究,纳入 MIDUS 样本。结果显示,血管相关生物应激、DNA 甲基化和机体负荷在一定程度上介导了血管疾病对认知的影响。这为认知变化研究提供新视角。

  在人口老龄化加剧的当下,血管疾病与认知障碍之间的关联成为科学界的焦点话题。阿尔茨海默病及相关痴呆症(ADRD)给社会和家庭带来沉重负担,而血管疾病被认为是其中重要的可预防因素。过往研究往往聚焦于单一血管疾病对认知的影响,却忽略了多种血管疾病共同作用的情况,且对其影响认知的间接途径知之甚少。同时,早期精准检测认知变化对于预防 ADRD 的进展至关重要,但现有的检测手段和生物标志物并不完善。在这样的背景下,探寻新的生物标志物,深入了解血管疾病影响认知的机制迫在眉睫。
哥伦比亚大学等机构的研究人员开展了一项研究,旨在确定血管相关生物应激(Vascular - Related Biological Stress)、基于 DNA 甲基化的生物衰老和机体负荷(Allostatic Load)在血管疾病与主要认知领域(包括全局认知、情景记忆和执行功能)关系中的作用。该研究成果发表在《BMC Neurology》杂志上,为理解血管疾病与认知之间的复杂关系提供了新的视角,对早期预防和干预认知障碍具有重要意义。

研究人员为开展此项研究,主要运用了以下几种关键技术方法:一是选取美国中年发展研究(MIDUS)的样本,确保研究对象具有代表性;二是采用项目反应理论(IRT)和连续反应模型(CRM)计算相关指标得分,如血管疾病和生物应激的 theta 分数;三是运用四向分解建模方法,分析血管疾病与认知结果之间关系的自然直接和间接效应,并对模型进行多种调整和检验 。

研究结果


  1. 样本特征:研究共纳入 550 名个体,中位年龄 54 岁,女性占 48%。血管疾病诊断情况各异,且年龄越大,血管疾病负担越高。DNA 甲基化年龄(GrimAge2)中位数为 62 岁,大于样本实际年龄。同时,血管疾病评分与全局认知、情景记忆和执行功能呈负相关123
  2. 四向分解结果
    • 血管相关生物应激介导作用:在血管疾病与认知的关系中,通过血管相关生物应激(项目反应量表)介导的总体比例,在全局认知、情景记忆和执行功能上分别为 0.60(P=0.01)、1.13(P=0.308)、0.53(P=0.002)4
    • DNA 甲基化介导作用:通过 DNA 甲基化(GrimAge2)介导的总体比例,在全局认知、情景记忆和执行功能上分别为 0.27(P=0.002)、0.39(P=0.102)、0.20(P=0.002)5
    • 机体负荷介导作用:通过机体负荷(总和分数)介导的总体比例,在全局认知、情景记忆和执行功能上分别为 0.10(P=0.08)、0.09(P=0.5)、0.07(P=0.186)6

  3. 敏感性分析:在对血管疾病测量误差进行评估后重新运行模型,发现血管相关生物应激和 DNA 甲基化介导的总体比例在不同误差水平下仍显著,而机体负荷不显著。排除特定年份数据收集的个体和调整教育因素后,部分主要观察结果仍具有统计学意义7

研究结论与讨论


本研究表明,血管相关生物应激、DNA 甲基化以及在一定程度上的机体负荷,在血管疾病对全局认知和执行功能的影响中起介导作用。这意味着血管疾病可能通过这些因素影响认知,为揭示血管疾病与认知障碍之间的潜在机制提供了重要线索。

研究新引入的血管相关生物应激作为一种新型生物标志物,具有重要意义。它能更精确地反映个体因累积血管疾病负担而产生的生物应激,且其包含的生物标志物与血管疾病负担相关,可反映血管相关应激生物标志物的综合情况。同时,基于 DNA 甲基化的 GrimAge2能体现个体对血管疾病创伤的反应和对健康生存或认知变化等不良结果的易感性。此外,虽然机体负荷的介导作用相对较小,但它也反映了身体在应对压力时的累积效应,与认知存在一定关联。

不过,该研究也存在一些局限性。血管事件基于自我报告,可能存在回忆偏倚;分析局限于部分有可用测量数据的个体;无法完全排除未测量的混杂因素和反向因果关系,且缺乏随访数据。但敏感性分析在一定程度上验证了主要观察结果。

总体而言,这项研究建立了血管疾病与关键认知领域之间潜在的因果联系,为未来在个体层面和全球范围内更精准地研究和干预认知障碍奠定了基础,有望推动早期检测和预防认知障碍的新策略发展。

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