重度抑郁障碍（MDD）是一种普遍的精神疾病，目前研究者对其病理生理学理解尚不清楚。磁共振成像（MRI）研究表明，MDD的异常结构连接主要涉及额叶-边缘系统区域，包括背侧前额叶皮质，前扣带回，后扣带回。形态学相似度网络（MSN）分析是揭示皮层组织结构的重要方法。MSN可以获取个体多种模式的多个形态学特征的脑区间相关虽然MSN是一种可靠且稳定的方法，但它们在揭示MDD的脑变异上还需要进一步证实。
此外，遗传因素在大脑连接中发挥着重要作用。AHBA（theAllenHumanBrainAtlas）数据集可以用于识别与人类神经影像相关的转录组，其多模式的证据表明保守基因表达和功能相关环路之间存在相关。在本研究中，我们将MDD相关的MSN异常和转录数据进行关联，以推进我们对抑郁症结构变化关系的理解。
方法
被试
发现队列（discoverycohort）包括MDD（n=），以及与其年龄和性别相匹配的健康对照组（n=），这些被试是从重庆医院招募的。复制队列（ReplicationCohort）包括MDD（n=51），以及与其年龄和性别匹配的健康对照组（n=43），这些被试是从安徽医院招募的。经验丰富的精神病医生对MDD进行了诊断，采用包含17个题目的HAMD评估了抑郁症的严重程度，采用14个题目的HAMA评估了焦虑的严重程度。本研究中的MDD标准是：（i）18岁或65岁（ii）HAMD8;（iii）有主要的神经系统或其他精神疾病;（iv）MRI异常。发现队列研究得到了西南大学伦理委员会和重庆医院的批准。复制队列研究得到了安徽医科大学医学伦理委员会的批准。所有研究协议都是根据年赫尔辛基宣言进行的。所有被试都提供了知情同意，并理解参与本研究的目的，福利和潜在风险。
MDD相关基因（ISH）的基因表达
我们从AHBA（Help.Brain-Map.org/display/humanbrain/documentation）的“Cortex中选择了MDD的相关基因，与抑郁症（24个基因）和其他疾病相关的基因为：ADRA2A，AVPR1B，CHRM2，CNR1，CREB1，CRH，CRHR1，CRHR2，CUX2，GAD2，GPR50，HTR1A，HTR1B，HTR1D，HTR3A，HTR5A，MAOA，PDE1A，SLC6A2，SLC6A4，SST，TAC1，TPH1和TPH2。
结果
实验设计
该研究合并了多模态神经影像学数据和转录组数据，以确定相对于健康对照组，MDD个体的基因表达与MSN的变化（图1）。本研究包括两个独立的队列：发现队列和复制队列。具体而言，复制队列用于验证MSN和转录富集途径的患者-健康对照的变化。在图像的质量控制中，我们排除了65名被试，所以最终在发现队列中有个MDD和健康对照个体，在复制队列中有42个MDD和35个健康对照个体用于分析。在图像质量，年龄和性别上组别之间无显著差异（p??0.05）（图1）。
图1
MSN中MDD相关的变化
我们首先计算了从每个被试中获取的T1加权（T1w）和DWI七个特征的MSN相关，然后计算脑区MSN值作为给定脑区与矩阵中的所有其他脑区（没有阈值）之间的相关权重和。组内平均加权产生了健康对照组中正负MSN相关的解剖学分布（图2a），这与Morgan等人的报告一致。为了验证阈值的效果，我们在一系列连接密度（10?90%in10%increments）上计算了MSN。在所有连接密度中，MSN映射在％连接密度（没有阈值），使用了与健康对照相似的模式。
由于颅内体积（TIV）是大脑脑区体积分析的重要因素，我们还验证了TIV对MDD-HCt-map的影响。而且，我们将MDD被试分为两个亚组：无药物使用经验组和药物使用经验丰富组，来探索药物对MSN的影响。结果发现，无论用药状态如何，都观察到患者-健康对照t-map（图2b）的相似模式。患者-健康对照t-map与平均控制脑区MSN存在显著相关：Pearson’sr()?=??0.71,pspin??0.（图2c），这表明更多连接脑区倾向于显示出更大的患者-健康对照差异。负的脑区t值和正的MSN表示相对于健康对照组，MDD在34%的脑区中存在去耦合化；而41％的脑区具有正的t值以及负的平均MSN代表相对于健康对照组，MDD个体的去分化。
我们评估了MSN中患者-健康对照变化和症状的关系。本研究包括两个临床变量：17个题目的HAMD和14个题目的HAMA。在FDR校正后，与健康对照相比，MDD的临床学变量和每个脑区的MSN值之间没有显著相关。在所有D-K区也进行了探索性相关分析。我们发现背侧前额外皮层与HAMD表现出显著负相关，而枕叶皮层，中部/后部扣带回以及前中央皮层与HAMD存在显著正相关。对于HAMA，右背侧前额叶与其存在显著负相关，而左视觉皮层和右颞叶皮层与其存在显著正相关。
图2
与MSN脑区变化有关的皮层基因表达
我们使用AHBA（