Proc Natl Acad Sci U S A.：PET+fMRI揭秘阿尔兹海默症如何影响病人的大脑功能-杭州脑海科技有限公司

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人脑由具有模块化拓扑的功能网络组成，其中大脑被组织成社区网络，形成内部密集（分离）和外部稀疏（整合）子网络，这些子网络是高阶认知功能的基础。研究人员推测，临床前期的阿尔茨海默症中的淀粉样蛋白和tau病理通过功能网络传播，破坏神经通讯，导致认知功能障碍。

近期，马萨诸塞州总医院的Edmarie Guzmán-Vélez博士所在的研究团队在Proceedings of the National Academy of Sciences（IF=12.779）上发表了题为“Amyloid-β and tau pathologies relate to distinctive brain dysconnectomics in preclinical autosomal-dominant Alzheimer's disease”的研究中发现：早期β淀粉样蛋白和tau蛋白的积累会破坏对记忆很重要的大脑网络。而这些中断的连接甚至在观察到阿尔兹海莫症患者的认知障碍迹象之前就已经存在，由此，本研究结果可能会有助于及早发现病情并制定相应的干预。

β淀粉样蛋白和tau病理是阿尔兹海默症的重要标志，可导致神经元的死亡，最终导致损伤和痴呆。但人们尚不知道大脑的连接如何在疾病过程的早期阶段，甚至在症状出现之前对这些蛋白质的积累做出反应。

为了更多地了解这种现象，研究者使用正电子发射断层扫描（PET）检测tau和β淀粉样蛋白，并应用功能性磁共振成像（fMRI）来研究阿尔兹海默症的病理学机制与脑区和网络之间连接的关系。研究纳入了来自哥伦比亚安蒂奥基亚的一个大家庭中6,000多位活着的阿尔兹海默症患者，发现：那些具有称为早老蛋白-1 E280A突变的人几乎都会患上阿尔兹海默症，且通常在44岁时表现出轻度认知障碍（MCI）的迹象，并在49岁时痴呆。多年来，研究人员与这群哥伦比亚被试形成了独特的关系，最终在2015年创建了COLBOS（哥伦比亚：波士顿）研究，以更多地了解这种疾病在认知障碍出现之前是如何进展的，并找到敏感的生物标志物来预测谁处于痴呆的高风险中。

此前，该研究小组表明，这些人在轻度认知障碍发病前近二十年表现出高水平的β淀粉样蛋白，并且在发病前近六年表现出tau病理。研究人员指出，“研究这个独特的人群可以真正帮助我们了解β淀粉样蛋白和tau病理如何影响大脑在个体发育痴呆之前的几年的病理机制。”

据此，该团队使用fMRI观察大脑不同网络内部和之间的连接。研究结果显示：突变携带者在家庭认知障碍发作前几年就显示出大脑主要记忆网络中的连接中断。研究人员还开发了一种新颖的数学方法，结合了fMRI和分子影像，以便在疾病过程中更清楚地看到大脑区域何时开始断开连接。

认知未受损的突变携带者和非携带者之间分离和整合网络连接的差异

研究发现：一旦tau开始在大脑中积聚，并且在检测到脑萎缩（神经变性的迹象）之前，功能连接中断的是显而易见的。

突变携带者中分离和整合的网络连接与β淀粉样蛋白和tau病理的关系

研究人员指出，“这一发现提高了我们对阿尔兹海默症相关病理机制如何在认知障碍发生前几年改变大脑功能组织的理解，这些发现令人兴奋，因为它们还表明，功能磁共振成像将来可用于识别可能已经患有阿尔兹海默症并可能在未来发展痴呆的人。

研究人员希望这一见解能够为阿尔兹海默症的临床前和临床试验增加一定程度的紧迫性和重要性，特别是那些针对疾病预防的试验。本研究结果认为，即使在记忆障碍迹象出现之前，有阿尔兹海默症患病风险的人的大脑中已经发生了功能性的改变，由此，这一发现可以提高人们对临床前期阿尔兹海默症的理解。

参考文献：

TGuzmán-Vélez E, Diez I, Schoemaker D, et al. Amyloid-β and tau pathologies relate to distinctive brain dysconnectomics in preclinical autosomal-dominant Alzheimer's disease. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022;119(15):e2113641119. doi:10.1073/pnas.2113641119

资讯来源：

https://www.news-medical.net/news/20220503/Research-shows-how-Alzheimers-disease-affects-the-functional-architecture-of-the-brain.aspx

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