目的:重度抑郁症(major depressive disorder,MDD)是由遗传和环境因素共同作用引起的情绪障碍性精神疾病,目前已成为全球首要致残病因。磁共振功能影像学检查发现,MDD患者大脑结构和功能出现了改变,其中很多研究证实静息态低频振幅(amplitude of low-frequency fluctuations,ALFF)有明显变化,可以作为研究MDD的影像表型。近年来已经有多种应用候选基因方法的研究来寻找调控MDD患者低频振幅改变(ΔALFF)的基因,然而仅限于单个基因基因型的改变,在表达水平与ΔALFF相关的基因及其生物学机制目前仍不清楚。本文旨在寻找并验证正常人与MDD患者之间ALFF的脑区差异,并探寻与该差异在转录水平相关的基因,进而深入理解影响MDD患者与健康人ALFF差异的生物学机制。材料和方法:本研究采集了两组MDD患者和健康对照的静息态脑功能影像数据,通过影像学预处理后,用参数统计图SPM12软件进行双样本T检验获得MDD患者与正常人ALFF差异的脑区及相应采样点的T值,然后采用艾伦脑图谱提供的6位捐献者大脑的基因表达数据,通过最新的标准化处理保留了10185个基因,利用皮尔逊相关分析将这些基因的表达数据与两组MDD患者ΔALFF分别做相关,寻找并验证与ΔALFF相关的转录基因,接着将这些相关的基因用加权基因共表达网络分析进行聚类及动态树切割,得到与ΔALFF相关基因模块,最后对相关基因模块进行基因集富集分析、细胞类型特异性分析以及时空特异性表达分析。结果:1.MDD患者与正常对照的ALFF在多个脑区有明显差异,大脑前部区域的ALFF增高,如右侧额下回,后部区域ALFF减低,如右侧梭状回,体现出“前高后低”的模式;2.有5122个基因的表达与ΔALFF空间相关,其中3269个在验证组得到验证,有1497个基因呈正相关,1772个基因呈负相关。通过验证的3269个基因经聚类分析分为5个正相关的模块和6个负相关的模块;3.与ΔALFF相关的基因模块富集在多种生物学成分和通路上,如神经元及突触信号及免疫相关的生物学过程、金属离子相关的通路、金属离子跨膜转运蛋白活性的分子功能、线粒体及细胞核质等细胞组分;4.细胞特异性表达分析显示与ΔALFF正相关的Green模块在星形胶质细胞特异性表达,Magenta模块在小胶质细胞特异性表达;5.时空特异性表达分析显示在大脑皮层范围内,正相关的Blue模块在胎儿晚期高度表达,负相关的Turquoise模块在青年成人阶段特异性表达。结论:MDD患者在多个脑区出现ALFF的改变,且这种改变与大脑内部分基因的表达水平有关。与ΔALFF相关的基因模块富集在多种功能通路上,提示MDD患者的ALFF改变可能由神经元信号传递异常、金属离子代谢、神经免疫等多种复杂的生物学过程互相作用引起,胶质细胞在其中发挥了重要作用,且与胎儿晚期大脑神经元的发育及青年阶段的压力应激有关。