3次元の大動脈幾何学によって決定される早期血管老化:遺伝的決定因子と臨床的結果

科学分野:

• 心血管医学
• 遺伝学
• 医療用イメージング

背景:

• 血管の老化は構造的および幾何学的な改造を含み,一部の個体は異常な老化を示し,他の個体は早期老化が悪い結果と関連しています.
• 大動脈は年齢に関連した顕著な変化を示しますが,その基礎となる生物学的メカニズム,遺伝的構造,心血管の健康との関連は完全に理解されていません.

研究 の 目的:

• 3D画像データを使用して大動脈の年齢を定量化するための性別モデルを開発する.
• 大動脈の年齢と心血管の構造と機能の関連性を評価する.
• 大動脈の老化と心血管疾患の遺伝的構造と因果関係を調査する.

主な方法:

• UK BiobankとPenn Medicine BioBankからの大動脈画像データのコンボリューションニューラルネットワーク支援の3Dセグメンテーションを使用して,性別モデルを開発しました.
• 幾何学的な現象型に基づいて計算された大動脈血管年齢指数 (AVAI).
• 再帰を用いて心血管特性の関連性を評価し,GWASを用いて遺伝的構造を調べ,メンデルのランダム化を用いて因果関係を推論した.

主要な成果:

• AVAIは左心室の質量,壁の厚さ,左心房の容量の増加と有意な関連性を示した.
• AVAIは,FBN1およびELN1遺伝子との関連を含む54の特定された遺伝的位置で,高い遺伝的遺伝性 (40. 24%) を示した.
• メンデルのランダム化により,AVAIと心房細動,血管性認知症,大動脈瘤,大動脈解剖の間の因果関係が確認された.

結論:

• 早期の大動脈の老化は,有害な心臓の改造と主要な心血管疾患と関連しています.
• 大動脈血管年齢指数 (AVAI) は多遺伝性であり,遺伝性の高い構造を持っています.
• AVAIと心血管疾患,心房細動,血管性認知症,大動脈動脈瘤,大動脈解剖などに因果関係がある.