存在載脂蛋白E (APOE) 的ε4等位基因對其腦結構性及功能性連結之影響—擴散張力素影像及靜息功能磁振造影之研究(3/3)

阿茲海默氏症（Alzheimer’s disease, AD）是癡呆症最常見的原因。雖 然阿茲海默氏症具體的致病病理與生理機轉尚不清楚，但有明顯的證據顯示 遺傳因素在其發生上扮演重要的角色。載脂蛋白ε4等位基因（APOE4）， 為偶發性阿茲海默氏症（Sporadic AD）最相關的遺傳危險因素。先前的研 究發現，帶有APOE4者比不帶有APOE4者相較下有更嚴重的記憶障礙、腦 容量減少和代謝率下降。在我們使用N–Back工作記憶（Working memory, WM）血氧濃度依賴性（Blood oxygen level dependent, BOLD）的功能性 磁振造影（functional magnetic resonance imaging, fMRI）的初步研究結 果也顯示，在低度工作記憶負荷的測驗中（1 Back> 0 Back），帶有APOE4 者的腦部活化明顯地大於不帶有APOE4者。帶有APOE4者在中強度與高強 度的工作記憶負荷測驗中（2-back > 1-back and 3-back > 2-back conditions），腦部活化明顯地少於不帶有APOE4者。這種不同程度的工作 記憶負荷測驗中的不同表現，顯示APOE4的存在確會造成潛藏的工作記憶能 力之影響。這些結果也顯示，APOE4的存在於大腦功能上極為重要，但其影 響影響的機制，需要進一步了解。 我們的大腦是由功能及結構區域互連所形成的一複雜的網絡。將大腦視 為一整合性的功能及結構區域的網絡來檢查，可以提供研究大規模神經溝通 的新思維及提供一個檢驗腦在神經退化疾病中受到何種改變的平台。在過去 的幾年中，已有一些新型神經影像技術，特別是擴散張量造影（Diffusion Tensor Imaging, DTI）和休息狀態功能磁振造影（Resting-state fMRI）， 可用於檢查活體全腦內部的結構和功能連接狀態。DTI是一種磁振造影技 術，可重建人類大腦結構上的白質纖維束走向。而休息狀態fMRI之功能連接 技術，則是透過功能性磁振造影掃描的相關動態檢測，測量相對腦區的自發 活動連貫模式的互動，可以描述 狀似結構分離的大腦各區域神經元活化之 間的連繫關係，也可以反映相對腦區之間的功能。近來的研究顯示，結合DTI 測量及休息狀態功能磁振造影檢查證實在人的大腦功能和結構之間是有直 接關聯的。透過使用這兩種技術，進一步了解APOE4基因多態性影響的腦部 區域為何？程度為何？以及了解這些腦區的影響所造成功能和結構連結上 的改變是可以預期的。 本計畫為三年期的研究，其具體目標為二：一是證明APOE4 對腦結構和 功能連接的影響，並進一步了解APOE4 可能影響的位置或連接迴路。方法 將採用休息狀態功能磁振造影及DTI 合併形式。休息狀態功能磁振造影分 析將使用模型理論（Model-dependent）及無模型理論 (Model-free) 等分析 方法；DTI 將使用立體像素型態分析( Volexbased Analysis) 及有性興趣 範圍圈選 (Region of interest) 方法分析。二是比較上述方法找出最敏感及 具體的技術以期發現帶有APOE4 者的初期功能障礙症狀，並評估將兩者用 在當成偵測潛藏阿茲海默症患者之個別化生物指標之可行性。擴散張量造影 和休息狀態功能磁振造影是研究腦功能和腦網絡功能強大的工具。結合兩者 將可能成為神經科學的新領域。