ALZHEIMERS RES THER | 揭示阿爾茨海默病腦功能改變與蛋白病理及認知下降的復(fù)雜關(guān)聯(lián)機制
2月,中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院(以下簡稱“深圳先進院”)醫(yī)學(xué)成像科學(xué)與技術(shù)系統(tǒng)全國重點實驗室胡戰(zhàn)利研究員,與深圳市龍崗區(qū)中心醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科張靈艷主任團隊、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科劉建軍主任團隊合作,在阿爾茨海默?。ˋD)研究領(lǐng)域取得重要進展。研究團隊深入探討了大腦皮層β-淀粉樣蛋白(Aβ)和Tau蛋白聚集,如何通過改變腦功能活動(以局部一致性 ReHo為指標)進而導(dǎo)致AD患者認知下降的內(nèi)在機制,為理解AD病理機制與臨床表型之間的關(guān)聯(lián)提供了新視角。相關(guān)成果以"Association of functional brain alterations with β-amyloid, tau, and cognitive decline in Alzheimer's disease"為題,發(fā)表在阿爾茨海默病領(lǐng)域知名期刊Alzheimer's Research & Therapy(IF=7.6)上。
AD是一種以Aβ斑塊沉積和Tau纏結(jié)累積為病理特征的漸進性神經(jīng)退行性疾病,這些病理改變通常在認知下降出現(xiàn)前數(shù)十年就已經(jīng)開始。既往研究發(fā)現(xiàn),AD患者伴隨有神經(jīng)元過度興奮和突觸可塑性破壞等腦功能改變。然而,由Aβ沉積和Tau纏結(jié)具體驅(qū)動的腦功能改變?nèi)绾斡绊懟颊哒J知下降,目前在學(xué)術(shù)界仍缺乏充分的研究與闡明。
針對上述問題,研究團隊共招募了179名受試者(包括健康對照、輕度認知障礙及AD癡呆患者),所有受試者均完成了[18F]-AV-45 Aβ PET成像、[18F]-PI-2620 Tau PET成像、靜息態(tài)功能磁共振成像(rs-fMRI)、3D T1結(jié)構(gòu)像采集,以及臨床認知評估,并根據(jù)Aβ PET SUVR和Tau PET SUVR將受試者分為四組:A-/T-,A-/T+,A+/T-,A+/T+(圖2)。研究利用局部一致性(ReHo)指標評估區(qū)域腦功能活動,通過構(gòu)建廣義線性模型和中介分析模型,系統(tǒng)探討了腦功能活動改變在蛋白病理(Aβ和Tau)與臨床認知評分(MMSE、MoCA)之間的作用機制。
研究發(fā)現(xiàn),AD患者在角回、楔葉、舌回及海馬旁回等關(guān)鍵腦區(qū)(主要分布于默認模式網(wǎng)絡(luò)和突顯網(wǎng)絡(luò))出現(xiàn)了顯著的神經(jīng)元活動異常(過高或過低)。這些腦功能異常與區(qū)域性的Aβ和Tau蛋白聚集水平密切相關(guān)。更重要的是,中介分析結(jié)果證實,Aβ和Tau相關(guān)的腦功能改變在蛋白病理影響認知表現(xiàn)的過程中起到了顯著的中介作用(圖3)。這一結(jié)果表明,皮層Aβ和Tau的聚集會改變腦功能的局部同步性,進而導(dǎo)致患者的認知功能減退。
胡戰(zhàn)利研究員、深圳市龍崗區(qū)中心醫(yī)院張靈艷主任和上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟醫(yī)院劉建軍主任為論文的共同通訊作者。中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院與深圳市龍崗中心醫(yī)院聯(lián)培博士后郭婉婉、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟醫(yī)院醫(yī)生邵泓達為論文的共同第一作者。該研究工作得到了醫(yī)學(xué)成像科學(xué)與技術(shù)系統(tǒng)全國重點實驗室、國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金等項目的資助。

圖1:文章上線截圖

圖2:數(shù)據(jù)分析流程圖

圖3: AD病理、腦功能改變與臨床認知評分之間的中介分析結(jié)果(A, B)及腦功能活動與臨床認知評分之間的關(guān)聯(lián)(C)
附件下載: