Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Hypocampal phospho-tau / MAPT невропатология в зачатке при болезни Альцгеймера: исследование иммуногистохимического вскрытия

Hippocampal phospho-tau/MAPT neuropathology in the fornix in Alzheimer disease: an immunohistochemical autopsy study
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5086039/

В то время как ранняя болезнь Альцгеймера (AD) невропатология и легкие когнитивные расстройства относительно распространены в процессе старения, точное предсказание пациентов, которые будут развиваться до деменции, требует новых биомаркеров. В последнее время значительная работа была сосредоточена на невропатологии фосфотау / MAPT (p-MAPT), поскольку ее региональное распространение коррелирует со степенью когнитивных нарушений в AD. Недавние исследования изображений тензометрических тензоров в AD свидетельствуют о том, что повышенная диффузия в заднем крае, вторичном по отношению к p-MAPT-связанному повреждению аксонов, может служить в качестве предсказательного биомаркера риска прогрессирования заболевания. Однако наши знания о невропатологии p-MAPT в своде ограничены. Чтобы устранить этот пробел в знаниях, мы исследовали невропатологию p-MAPT в карликовых и базальных ядрах передних мозгов с помощью иммуногистохимии AT8 в 39 аутопсиях мозга, охватывающих спектр невропатологических изменений AD. Мы обнаружили, что каркас и его предварительно удаленные эфферентные ядра-мишени (перегородка и ядро ​​accumbens) продемонстрировали нейроновую и нитевидную невропатологию p-MAPT только в стадиях B2 и B3 нейрофибриллярной дегенерации Национального института по проблемам старения / Альцгеймера (NIA / AA), с участием после (и распространения) образования гиппокампа. Интересно, что, хотя тау-астроглиопатия часто наблюдалась в маммиллярных телах стадии B2, нейрональная тауопатия не наблюдалась в посткоммунальных мишенях (тела млекопитающих и переднем таламическом ядре) до стадии В3. Тауопатия в базальном базале Мейнерта была сильно коррелирована с p-MAPT-положительными аксонами в своде, что указывает на то, что проекции на гиппокамп также, вероятно, будут способствовать выносу tauopathy. Наши результаты вскрытия в поперечном разрезе указывают на то, что в педику участвует невропатология p-MAPT, вторичная по отношению к вовлечению гиппокампа в невропатологию AD. Кроме того, наши результаты согласуются с целью обнаружения in vivo связанной с p-MAPT аксональной патологии в преддверии AD как возможного биомаркера p-MAPT-прогрессии от формирования гиппокампа и подчеркивают необходимость дополнительного клинико-радиолого-патологического корреляционные исследования.

Болезнь Альцгеймера (AD) представляет собой распространенное возрастное нейродегенеративное заболевание, которое обычно характеризуется ранней стадией умеренного когнитивного расстройства, вызванного амнистией, которое может прогрессировать до многодоменного когнитивного ухудшения и деменции. Недавние десятилетия клинических исследований и скамьи исследования сделали критическое понимание патологических механизмов заболевания, но усилия по переводу механистического понимания эффективных методов лечения заболеваний еще не достигли терапевтических целей. Одним из потенциальных объяснений неэффективности новых экспериментальных методов лечения является то, что они были изучены у пациентов с прогрессирующим заболеванием, когда закрылось окно для функционального восстановления. Эта возможность позволяет лучше понять невропатологию раннего AD, а также открытие новых биомаркеров, которые предвещают начало заболевания, и которые точно идентифицируют риск прогрессирования от умеренных когнитивных нарушений (MCI) до деменции в спорадической AD.

AD определяется невропатологически двойными протеинопатиями: 1. внеклеточные бляшки, состоящие из амилоид-бета (Aβ) и 2. внутриклеточных нейрофибриллярных клубок, состоящих из ассоциированного с фосфорилированным микротрубочком белка tau (p-MAPT). Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что как невритические бляшки (подмножество внеклеточных бляшек Aβ, демонстрирующих аргирофильные, p-MAPT-иммунореактивные дистрофические нейриты), так и нейрофибриллярные клубочки способствуют когнитивным нарушениям [15-17, 21], однако их относительные вклады и взаимодействия не полностью поняты. Национальный институт по проблемам старения / болезни Альцгеймера (NIA / AA) AD [12], основанный частично на системе старения нервной системы нейрофибриллярной дегенерации Braak [2-4], определяет типичную прогрессию церебральной нейрофибриллярной дегенерации в начале АД в трансэнторинальной и энторинальной коре (В1), прогрессирование в гиппокампальное образование (В2), а затем кульминацией участия ассоциативных неокортий, за которыми следуют первичные неокортерии (В3). Эта стереотипная прогрессия предполагает возможную роль аксонов и синапсов в распространении невропатологии p-MAPT. Важность невропатологии p-MAPT подчеркивается сильной корреляцией между неокортикальной нейрофибриллярной дегенерацией и когнитивными нарушениями в AD, продемонстрированной в многочисленных клинико-патологических корреляционных исследованиях (обзор в Nelson et al., 2012 [16]). В то время как энторинальные NFT являются почти универсальным нахождением у когнитивно неповрежденных пожилых взрослых, амнестический MCI ассоциируется с нейрофибриллярной дегенерацией лимбической стадии и многодоменным когнитивным расстройством в AD сильно коррелирует с изокортикальными нейрофибриллярными клубочками [16]. Хотя имеются убедительные доказательства того, что небольшая, но значительная доля AD характеризуется атипичными клиническими особенностями и прогрессированием нейрофибриллярной дегенерации, особенно у молодых пациентов [13], типичная прогрессия тау-невропатологии предполагает, что методы визуализации для выявления тау, распространяющихся in vivo, могут оказывать новые биомаркеры AD. Кроме того, в последнее время внимание к спектру тензометрического изображения (DTI) привлекло внимание к способу обнаружения связанного с p-MAPT аксонального повреждения в ловушке в AD [1, 18]. Эти достижения имеют большой потенциал для выявления новых знаний о биомаркерах, которые могут предсказать пациентов с риском прогрессирования от МРП до деменции в AD.

Наш поиск литературы предполагал, что распространение невропатологии p-MAPT из гиппокампа в AD не полностью понято. Насколько нам известно, невропатология p-MAPT в преддверии в спектре невропатологических изменений AD не сообщается. Форникс является основным трактом эфферентных волокон из гиппокампального образования (см. Дюверной и др. [9]). Эфферентные волокна посткоммунального пениса иннервируют млекопитающее тело и переднее таламическое ядро ​​в регуляции памяти. Эфферентные волокна предиффузионного носа иннервируют перегородку в регуляции памяти, а ядро ​​приспосабливается к контролю движения. Форникс также несет афферентные волокна в формирование гиппокампа, в частности холинергические волокна из перегородки и базальты ядра Мейннера в контроле над памятью. Принимая во внимание его важную роль в регулировании памяти гиппокампа, важно знать, является ли педик, если он связан с невропатологией p-MAPT в AD, и могут ли связанные с Fornix биомаркеры визуализации выявлять последствия повреждения, связанного с p-MAPT, по сравнению с неспецифическими изменениями.

В этом исследовании мы пробовали и проводили иммуногистохимию p-MAPT на суставных и эфферентных и афферентных структурах гиппокампального образования в 39 недавно архивированных аутопсиях мозга. Цель состояла в том, чтобы определить, будет ли при введении NIA / АА стадии нейрофибриллярной дегенерации влагалище невропатологией p-MAPT в AD. Наши данные в поперечном разрезе подтверждают невропатологию p-MAPT в форели, когда нейрофибриллярная дегенерация, связанная с AD, влияет на формирование гиппокампа. Кроме того, наши результаты совместимы с последовательным распространением невропатологии anterograde p-MAPT от образования гиппокампа до базальных ядер передних мозгов через преддверие в раннем возрасте, но также указывают на возможность распространения невропатологии p-MAPT в формирование гиппокампа через свинг из базальный передний мозг. Наши результаты также совместимы с возможностью того, что модальности обнаружения распространения невропатологии p-MAPT или связанных с p-MAPT повреждений / потерь аксонов в патроне могут потенциально обеспечить основу для новых биомаркеров AD.

В этом исследовании были проанализированы вскрытия мозга у взрослых (всего 118) в Медицинской школе Стэнфордского университета с апреля 2012 года по март 2014 года. Чтобы уменьшить риск ложного отрицательного окрашивания p-MAPT и Aβ из-за потери антигена при хроническом воздействии формалина, ткань из случаев, не старше 2 лет, окрашивалась и анализировалась. Архивированные пятна на основе гематоксилина и эозина (H & E), покрытые пятнами вскрытия, были впервые показаны на критерии исключения, включая глобальную гипоксически-ишемическую энцефалопатию, отек мозга, инфаркты височной доли, демиелинизацию или кровоизлияние, первичные или метастатические новообразования головного мозга, клиническую историю судорог, гиппокампальный склероз, прионную болезнь , хроническая травматическая энцефалопатия, лобно-височная лобальная дегенерация, переходная или диффузная болезнь Леви, диффузные церебральные инфекции и гемосидероз. Архивированные H & E окрашенные слайды из оставшихся мозговых аутопсий пациентов в возрасте старше 65 лет были затем подвергнуты скринингу на нейрофибриллярные клубочки гиппокампа на профилях, окрашенных гематоксилином и эозином (H & E). Все случаи с нейрофибриллярными путаницами гиппокампа, очевидными на H & E, и случайным подмножеством случаев без гиппокампальных нейрофибриллярных клубок, очевидных на H и E, были отобраны для отбора проб тканей эфферентных структур формирования гиппокампа. Данные включают 11 случаев с 2011 по начало 2012 года, которые были проанализированы как пилотная когорта в 2013 году, и случай с АД с середины 2015 года.

Затем мы исследовали архивные аутопсии и собрали следующие участки ткани для анализа иммуноокрашивания p-MAPT: переднего гиппокампа на уровне млекопитающего; средние лобные и верхние временные гири на уровне млекопитающего тела; тела млекопитающих (двусторонние); внутрижелудочковая перегородка; ядро accumbens; передняя комиссура и базальная база Мейнерт; сундук (корональные части тела); переднего таламического ядра. Для тела сундука было собрано 2-3 корональных разреза из каждого случая. Блоки тканей были обработаны для гистологии и внедрены в парафин с использованием обычных методов. Тканевые секции (толщина 6 мкм) были окрашены H & E, чтобы подтвердить, что действительно были представлены образцы. В дополнение к вышеуказанным разделам для обнаружения бляшек также использовались дополнительные тканевые блоки от диагностических вскрытий, содержащих среднюю лобную извилину, хвостат, потаман, средний мозг и мозжечок.

Разделы собранных структур подвергались изъятию антигена цитратным буфером, блокировались силовым блоком (Biogenex) и окрашивались с помощью реакций иммунопероксидазы с использованием хромогенных реакций диаминобензидина (Biogenex). В реакциях иммунопероксидазы использовали следующие первичные антитела: фосфо-MAPT (клон AT8, Thermo Scientific, MN1020, 1: 2000) и амилоид-бета (клон 4G8, BioLegend, SIG-39220, 1: 500). Все иммуностимы для белковых агрегатов проводились вместе с соответствующими положительными контрольными случаями. Препараты, окрашенные иммунопероксидазой, контрастировали гематоксилином. Для модифицированного окрашивания Bielschowsky слайды депарафинизировали, гидратировали и инкубировали в 20% нитрата серебра в течение 30 минут в печи с температурой 37 °. После полосканий в дистиллированной воде слайды инкубировали в растворе нитрата серебра с гидроксидом аммония в течение 30 мин при 37 °, промывали и инкубировали в растворе нитрата серебра с 1-2 каплями раствора для проявителя до тех пор, пока секции не стали черными с золотисто-коричневым фоном. После нескольких полосканий слайды инкубировали в 2% тиосульфате натрия, промывали, обезвоживали и посыпались.

Все случаи были поставлены для нейрофибриллярной дегенерации в соответствии с системой постановки Braak с использованием p-MAPT иммунопероксидазных пятен переднего гиппокампа на уровне млекопитающего тела, средней и верхней височной извилины на уровне млекопитающего тела, а также полосатых и парастиратных коре [2]. Аргирофильное зерновое заболевание было исключено во всех случаях из-за отсутствия аргирофильных зерен и спиральных олигодендроглиальных тел на иммунооксидах АТ8, а также окраски серебра Gallyas, выполненные в отдельных случаях. Случаи были поставлены для невропатологии Аβ по методу Тала и его коллег [22] в срезах средней лобной извилины, гиппокампа, хвостата, путамена, базального базаля Мейнерта, среднего мозга и коры мозжечка. Неокортикальные нейритические бляшки были подсчитаны полуколичественно в срезах средней височной извилины, окрашенных по модифицированному методу Бильшовского, чтобы определить Консорциум по созданию реестра для оценки невриты зубного налета Алжеимера (CERAD) [11, 12].

Изображения окрашивания p-MAPT были приобретены с помощью микроскопа Olympus BX51, оснащенного камерой Olympus DP73, подключенной к ПК, работающему с CellSens Entry v1.11. Бело-сбалансированные изображения полей с наибольшим окрашиванием p-MAPT были получены при следующих увеличениях: mammillary body (100x); базальтовая база Мейнерта (100x); ядро accumbens (100x); Септум (100x); Альвеус (200x); Переднее таламическое ядро ​​(200x); Fornix (400x). Изображения были импортированы в NIH ImageJ. Голубой канал экстрагировался и порождался при следующем обрезании для каждой структуры: fornix 120, перегородка 120, ядро ​​accumbens 145, базальная база ядра Meynert 120, переднее таламическое ядро ​​120. В ядре accumbens требовалось немного более высокое пороговое значение для фильтрации ядерного гематоксилин в некоторых олигодендроглиальных клетках. Поверхностные частицы определяли количественно через функцию анализирующих частиц NIH ImageJ, и из анализа отфильтровывались события размером менее 9 квадратных пикселей. Отдельные события, окрашенные p-MAPT, и общая площадь надпороговых пикселей как доля от общей площади изображения в 1,918,400 пикселей. Нейроны и астроциты с надпороговым окрашиванием AT8 подсчитывались вручную на изображениях. Данные иммунореактивности фосфо-MAPT во всех структурах сравнивались между стадиями NIA / AA B0 / B1, B2 и B3 нейрофибриллярной дегенерации с использованием однофазных ANOVA. Послеоперационные групповые сравнения проводились с помощью тестов Бонферрони. Коэффициенты корреляции Пирсона и вероятности Бонферрони, учитывающие множественные сравнения, были использованы для корреляции талаупатии базального переднего мозга с стадией Варак с нейрофибриллярной дегенерацией, базальным передним мозгом с АТ8-иммунореактивными аксонами в патроне и уровнями астроглиопатии маммиллярного тела тау с возрастом пациентов. Все статистические анализы были выполнены с помощью статистического программного обеспечения SYSTAT v.13.

В этом исследовании было включено 39 случаев, которые удовлетворяли критериям отбора, изложенным в Методах. Демографические и невропатологические данные для этих 39 случаев представлены в таблице 1. Когорта состояла из 3 случаев с стадией NIA / AA B0, 19 с этапами NIA / AA стадии B1, 9 NIA / AA стадии B2 и 8 NIA / AA стадии B3 нейрофибриллярной дегенерации в соответствии с AT8-иммуноокрашенными срезами 1. передний гиппокамп на уровне млекопитающего тела, 2. средний и верхний временный гир и 3. половые и полосатые коры. Стадии B0 и B1 были объединены в группу B0-1, поскольку эти стадии нейрофибриллярной дегенерации проявляют минимальное участие в образовании гиппокампа. Восемь из наших 39 случаев (25%) не продемонстрировали более поздних временных или средних лобных иммунореактивных бляшек Aβ и состояли из 7 случаев со стадией В1 и 1 случая со стадией В2-нейрофибриллярной дегенерации, совместимой с возможной первичной возрастной тауопатией (ЧАСТЬ) [7 ]. Все остальные случаи с неокортикальной тауопатией продемонстрировали бляшки Aβ и нейритные бляшки в соответствии с невропатологическими изменениями AD. Не было обнаружено никаких неокортетических астроцитарных бляшек, тафтированных астроцитов, аргирофильных зерен, олигодендроглиальных спиральных тел, органов Пика или каких-либо других особенностей неарологической тауопатии не-AD в любом из этих случаев. Табл. 1 болезнь Альцгеймера невропатологическая постановка 39 случаев аутопсии

В АТ8-иммуноокрашенных срезах переднего гиппокампа проявляются точечные и волнистые АТ8-иммунореактивные (АТ8-ип) процессы в альвеозе, главном эфферентном тракте формирования гиппокампа, были заметны в случаях с стадиями NIA / AA B2 и B3, но не в случай с стадией NIA / AA B0-1, нейрофибриллярная дегенерация (рис.1). Мы исследовали иммунореактивность АТ8 в корональных срезах тела сундука и обнаружили мелкие округлые точечные профили аксонового окрашивания АТ8-ий только в стадиях НИА / АА В2 и В3 нейрофибриллярной дегенерации (рис.2а). Анализ изображения продемонстрировал, что на переднем крае была показана чрезвычайно редкая точка AT8-ir puncta на этапах NIA / AA B0-1, но продемонстрирована частая пункция AT8-ir в стадии NIA / AA B2 (рис.2a и c). Мы не наблюдали дальнейшего увеличения профилей аксонов AT8-ir в плунжере на стадии B3 NIA / AA (рис. 2c). Корреляционный анализ продемонстрировал значительную корреляцию между стадией Браака нейрофибриллярной дегенерации и плотностью аксонов AT8-ir в пенисе (рис.2d). 1 Невропатология фосфо-MAPT присутствует в альвеозе в случаях нейрофибриллярной дегенерации гиппокампа. Левые панели (оригинальные увеличения 10x): иммуноокрашивание AT8 в секторе CA1 гиппокампа показано в типичных случаях с стадиями NIA / AA B0-1 (вверху слева), B2 (средний левый) или B3 (внизу слева) нейрофибриллярной дегенерацией. Правые панели (оригинальные увеличения 200x): случай с нейрофибриллярной дегенерацией B0-1 не показал аксонального окрашивания в альвеве (верхняя правая панель). Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией В2 и В3 (соответственно справа на правой и нижней правой панелях) демонстрировали точечное и волновое аксоновское окрашивание АТ8 в альвеозе (наконечники стрел)

Тело сундука демонстрирует p-MAPT-иммунореактивные аксоны в стадиях NIA / AA B2 и B3. а. Показаны изображения (оригинальные увеличения 400x) от корональных отделов тела предков от типичных случаев с NIA / AA стадиями B0-1, B2 или B3 нейрофибриллярной дегенерации. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B0-1 продемонстрировали отсутствие точечного аксонового окрашивания в своде (верхняя левая панель). Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией В2 и В3 (соответственно левая и нижняя левая панели продемонстрировали точечное окрашивание аксонов АТ8 в предплечье (наконечники стрел). б. Репрезентативное макроскопическое изображение (оригинальное увеличение 10x) и H & E окрашенное сечение тела вилы. с. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией В2 и В3 продемонстрировали увеличение АТ8-иммунореактивных (AT8-ir) аксонов по сравнению с случаями с нейрофибриллярной дегенерацией B0-1 (p <0,001, ANOVA, Bonferroni после испытаний, как показано на рисунке). д. Корреляционный анализ выявил значительную корреляцию между стадиями Варака нейрофибриллярной дегенерации и аксонами АТ8-ила в пенисе (n = 39, R = 0,622, p <0,001)

Затем мы исследовали иммунореактивность АТ8 в предкоммунальных эфферентных ядрах-мишенях переднего ряда — перегородке и ядре accumbens (NA). Мы не обнаружили значимой невропатологии p-MAPT в перегородке в стадиях NIA / AA B0 и B1 (рис.3a и b). Однако в стадии NIA / AA B2 и B3 наблюдалось значительное увеличение процессов AT8-ir и нейронов в перегородке (рис.3a и b). Корреляционный анализ продемонстрировал значительную корреляцию между стадией Braak нейрофибриллярной дегенерации и плотностью патологии AT8-ir в перегородке (рис. 3c). Только редкие нейроны AT8-ir продемонстрировали гранулированное окрашивание перед запутыванием в ядре accumbens (NA) в стадиях NIA / AA B0-1 (фиг.4a и b). Процессы AT8-ir и нейроны присутствовали в NA на стадиях NIA / AA B2 и B3, однако они достигли статистической значимости только на стадии B3 в нашей когорте (фиг.4a и b). Корреляционный анализ продемонстрировал значительную корреляцию между стадией Braak нейрофибриллярной дегенерации и плотностью патологии AT8-ir в NA (рис.4c). 3 Перегородка демонстрирует невропатологию p-MAPT в стадиях NIA / AA B2 и B3. а. Показаны изображения (оригинальное увеличение 100x) из участков перегородки из типичных случаев с NIA / AA стадиями B0-1, B2 или B3 невропатологией. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B0-1 не показали значительного процесса или окрашивания нейронов в перегородке (верхняя панель). Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B2 и B3 (средняя и нижняя панели соответственно) демонстрировали процессы AT8-ir и нейроны. б. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией В2 и В3 продемонстрировали повышенные процессы AT8-ir (верхний график, p <0,001, ANOVA) и нейроны (нижний граф, p <0,001, ANOVA) по сравнению с случаями с нейрофибриллярной дегенерацией B0-1 (постходовой тест Бонферрони сравнения, как указано на рисунке). с. Корреляционный анализ выявил значительную корреляцию между стадиями Варака нейрофибриллярной дегенерации и процессами АТ8-я (n = 37, R = 0,599, p <0,001) и нейронами AT8-ir (n = 37, R = 0,456, p = 0,015) в перегородка

Ядро accumbens демонстрирует невропатологию p-MAPT в стадиях NIA / AA B2 и B3. а. Показаны изображения (оригинальное увеличение 200x) от участков ядра accumbens из типичных случаев с NIA / AA стадиями B0-1, B2 или B3 невропатологией. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B0-1 продемонстрировали редкий процесс AT8-ir, но значительного нейронального окрашивания в ядре accumbens (верхняя панель). Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B2 и B3 (средняя и нижняя панели соответственно) демонстрировали процессы AT8-ir и нейроны. б. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B3 продемонстрировали повышенные процессы AT8-ir (верхний график, p <0,001, ANOVA, сопоставления послеоперационного теста Bonferroni, как указано), и нейроны (нижний график, p <0,001, ANOVA, сравнительные тесты после Boncronron, как указано ) по сравнению с случаями с нейрофибриллярной дегенерацией B0-1. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B2 продемонстрировали тенденции к увеличению процессов АТ8-и-нейронов и нейронов по сравнению с случаями с нейрофибриллярной дегенерацией B0-1 (послеоперационные тесты Bonferroni, как показано на диаграммах). с. Корреляционный анализ выявил значительную корреляцию между стадиями Варака нейрофибриллярной дегенерации и обоих процессов AT8-ir (n = 37, R = 0,656, p <0,001) и нейронов AT8-ir (n = 37, R = 0,532, p = 0,002) в ядро

В базальном ядре Майнерта магноцеллюлярные нейроны с невропатологией p-MAPT в стадиях NIA / AA B0 и B1 были редкими (рис.5a и b), но наблюдалось значительное увеличение процессов AT8-ir и нейронов на стадиях NIA / AA B2 и B3 (фиг.5a и b). Корреляционный анализ продемонстрировал сильную корреляцию между стадией Браука нейрофибриллярной дегенерации и плотностью патологии АТ8-ии в базальной области ядра Мейнерта (рис. 5в). 5 Базальная базальная база Мейнерта демонстрирует невропатологию p-MAPT на стадиях NIA / AA B2 и B3. а. Показаны изображения (оригинальное увеличение 100x) из участков базальной базальты Мейннера из типичных случаев с NIA / AA стадиями B0-1, B2 или B3 невропатологией. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B0-1 не продемонстрировали значительного процесса или окрашивания магноцеллюлярных нейронов в базальной части ядра (верхняя панель). Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B2 и B3 (средняя и нижняя панели соответственно) продемонстрировали процессы AT8-ir и нейроны. б. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B3 продемонстрировали повышенные процессы AT8-ir (верхний график, p <0,001, ANOVA, сопоставления послеоперационного теста Bonferroni, как указано), и нейроны (нижний график, p <0,001, ANOVA, сравнительные тесты после Boncronron, как указано ) по сравнению с случаями с нейрофибриллярной дегенерацией B0-1. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией В2 продемонстрировали увеличение нейронов AT8-ir и сильную тенденцию к увеличению процессов AT8-ir по сравнению с случаями с нейрофибриллярной дегенерацией B0-1 (сравнительные тесты Bonferroni после теста, как показано на диаграммах). с. Корреляционный анализ выявил значительную корреляцию между стадиями Варака нейрофибриллярной дегенерации и обоих процессов АТ8-ип (n = 30, R = 0,802, p <0,001) и нейронов AT8-ir (n = 30, R = 0,836, p <0,001) в базальная база ядра Мейнерт

Разделы органов млекопитающих (МБ) отличались сочетанием нейрональной и астроглиальной тауопатии (рис.6). На этапах NIA / AA B0-1 в МБ наблюдались только очень редкие астроциты AT8-ir и нейроны AT8-ir (фиг.6a и b). Плотность астроцитов AT8-ir, но не нейронов AT8-ir, заметно увеличилась в МБ на стадии ВИА / АА В2. Шиповидная морфология иммунореактивных астроцитов p-MAPT соответствовала связанной с возрастом тау-астроглиопатии (ARTAG) [9]. На стадии B3 NIA / AA наблюдалось значительное увеличение нейронов AT8-ir, а также добавление астроцитов AT8-ir в MB (фиг.6a и b). Корреляционный анализ не показал взаимосвязи между стадией Браука нейрофибриллярной дегенерации и плотностью АТРО-атроцитов АТ8-иг в МБ (фиг.6с, верхняя панель), но была значительная корреляция между стадией Браака нейрофибриллярной дегенерации и плотностью АТ8- нейронов в МБ (рис.6с, нижняя панель). Корреляционный анализ также продемонстрировал значительную корреляцию между увеличением возраста и увеличением астроцитов AT8-ir в МБ (n = 37; R = 0,473, p <0,004), но не было существенной разницы в плотности астроцитов AT8-ir в телах млекопитающих между полами (мужчина: 5 ± 2 AT8-ir astrocytes vs Female: 2 ± 2 AT8-ir astrocytes, p = 0.285, непарный тест Стьюдента). 6Маммиальные тела продемонстрировали астроциты AT8-ir наиболее заметно в нейронах NIA / AA стадии B2 и AT8-ir на стадии В3 NIA / АА. а. Показаны изображения (оригинальное увеличение 200x) из участков органов млекопитающих из типичных случаев с NIA / AA стадиями B0-1, B2 или B3 невропатологией. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B0-1 не показали значительного нейронального AT8-окрашивания в базальной части ядра (верхняя панель). Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией В2 (средняя группа) продемонстрировали преимущественно астроциты AT8-ir, тогда как случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B3 (нижняя панель) демонстрировали преимущественно нейроны AT8-ir. б. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией В2 продемонстрировали увеличенные астроциты AT8-ir (верхний график, p <0,004, ANOVA, постферные сравнительные сравнения Bonferroni, как указано), но без значительного увеличения нейронов AT8-ir. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B3 продемонстрировали увеличенные нейроны AT8-ir по сравнению с B0-1 и B2 (нижний график, p <0,001, ANOVA, послеоперационные тесты Bonferroni, как указано). с. Корреляционный анализ выявил значительную корреляцию между стадиями Варака нейрофибриллярной дегенерации и нейронами АТ8-я (n = 37, R = 0,628, p <0,001). Не было достоверной корреляции между стадией Браака и астроцитами АТ8-ir (n = 37, R = 0,188, p = 1) в телах млекопитающих

АТ8-иммуногены, проведенные на участках переднего таламического ядра (АТН) (рис.7), не выявили значительных процессов АТ8-и-Н и нейронов в АТН в стадиях NIA / AA B0-1 или стадии NIA / AA B2 (рис.7a и b ). Значительное увеличение процессов AT8-ir и нейронов в АТН наблюдалось только в стадии NIA / AA B3 (рис.7a и b). Корреляционный анализ продемонстрировал значительную корреляцию между стадией Braak нейрофибриллярной дегенерации и плотностью AT8-ir-патологии в АТН (рис.7c). 7 Переднее таламическое ядро ​​демонстрирует невропатологию p-MAPT преимущественно на стадии В3 NIA / AA. а. Показаны изображения (оригинальное увеличение 200x) из участков переднего таламового ядра из типичных случаев с NIA / AA стадиями B0-1, B2 или B3 невропатологии. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B0-1 не показали значительного процесса или окрашивания нейронов в переднем таламическом ядре (верхняя панель). Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B2 (средняя группа) продемонстрировали только очень редкие процессы AT8-ir и нейроны. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B3 (нижняя панель) демонстрировали частые процессы AT8-ir и нейроны. б. Случаи с нейрофибриллярной дегенерацией B3, но не с нейрофибриллярной дегенерацией B2, продемонстрировали повышенные процессы AT8-ir (верхний график, p <0,001, ANOVA, постходовые тесты Bonferroni, как указано) и нейроны (нижний граф, p <0,001, ANOVA, Bonferroni пост-hoc-тесты, как указано) по сравнению с случаями с нейрофибриллярной дегенерацией B0-1. с. Корреляционный анализ выявил значительную корреляцию между стадиями Варака нейрофибриллярной дегенерации и обоих процессов AT8-ir (n = 37, R = 0,689, p <0,001) и нейронов AT8-ir (n = 37, R = 0,777, p <0,001) в переднее таламическое ядро

Мы провели корреляционный анализ, чтобы исследовать связь аксонов AT8-ir в ловушке с АТ8-иммунореактивностью в базальных ядрах переднего мозга (рис.8). Существовала значительная корреляция между невропатологией p-MAPT в педике и невропатологией p-MAPT в базальном ядре Майнерта (рис.8a) и перегородке (рис. 8b). В маммиллярном теле наблюдалась значительная корреляция между невропатологией p-MAPT в предплечье и общей нейрональной и астроглиальной p-MAPT-невропатологией (рис.8c), однако достоверной корреляции с нейронной тауопатией не было (n = 37; R = 0.327, p = 0.288) и только тенденция к корреляции только с астроглиальной тауопатией (n = 37; R = 0,421, p = 0,057) в нашей когорте. Корреляции между невропатологией p-MAPT в невропатологии fornix и p-MAPT в NA (рис.8d) и ATN (рис.8e) не были статистически значимыми. 8 Корреляционный анализ невропатологии p-MAPT в суставах и базальных ядрах переднего мозга. Корреляционный анализ (коэффициент корреляции Пирсона с вероятностями Бонферрони) выявил значительную корреляцию между аксонами AT8-ir в невропатологии fornix и p-MAPT в базальной области ядра Мейннера (a; n = 30, R = 0,724, p <0,002), перегородке (b; n = 36, R = 0,710, p <0,003) и млекопитающих (c; n = 37, R = 0,600, p <0,03). Существенных корреляций между аксонами АТ8-ила у пениса и невропатологии p-MAPT в ядре accumbens (d; n = 37, R = 0,466, p = 0,328) или в переднем таламическом ядре (e; n = 37, R = 0,366, p = 1)

В этом исследовании аутопсийной иммуногистологии мы предположили, что сундук, являющийся основным эфферентным оттоком образования гиппокампа, является каналом распространения невропатологии p-MAPT от гиппокампа до базального переднего мозга в раннем возрасте. Чтобы проверить эту гипотезу, мы проанализировали иммуноокрашивание p-MAPT в своде и его эфферентных мишенях в базальном переднем мозге при аутопсиях мозга человека с ранними прогрессирующими AD-невропатологическими изменениями. Мы ожидали, что презерватив повторит ключевую особенность систем постановки Braak и NIA / AA в распространении невропатологии p-MAPT в связанных областях мозга с участием ниже по течению от образования гиппокампа. Действительно, в случаях нейрофибриллярной дегенерации B0-1 без какого-либо или минимального участия образования гиппокампа в невропатологии p-MAPT мы не наблюдали значимого иммуноокрашивания p-MAPT (AT8) в ядрах зачатков или эфферентных мишеней. В случаях нейрофибриллярной дегенерации В2 мы наблюдали окрашивание p-MAPT в аксональных процессах вихря и в предварительных ядрах (перегородке и ядре accumbens). Маммиллярное тело, иннервированное посткоммунистическими волокнами сундука, продемонстрировало тауопатию, которая была преимущественно астроглиальной на стадии B2, и которая была смешанной нейроновой и астроглиальной на стадии B3. Невропатология P-MAPT была редкой в ​​АТН, эфферентной мишенью сундука и маммиллярных тел через маммиллофаламический тракт, на стадии ВИА / АА В2, но значительно повысилась на стадии В3 NIA / АА. Эти результаты нашего исследования аутопсии демонстрируют, что сундук является каналом для невропатологии p-MAPT в AD и совместим с распространением невропатологии p-MAPT от образования гиппокампа до базальных ядер передних мозгов через сундук по мере развития тауопатии, связанной с AD.

Braak и Braak [2-4] описали стереотипное распространение невропатологии p-MAPT в AD, которая является основой системы постановки нейрофибриллярной дегенерации, которая носит их название. Серийное распространение между синаптически связанными областями, как и кость энторинала и образование гиппокампа, подтверждает гипотезу о том, что аксоны и синапсы играют важную роль. Механически недавняя работа поддержала идею о том, что невропатология MAPT распространяется вдоль связанных областей мозга и что сам синапс является важным фактором и, возможно, субстратом транснейронального распространения невропатологии p-MAPT [5, 6, 8]. Наши результаты, хотя в целом не удивительны в контексте этих линий доказательств, важны, потому что они заполняют пробел в наших знаниях о распространении p-MAPT в структурах, которые обычно не были отобраны при невропатологических исследованиях AD.

Поскольку когнитивные нарушения в AD коррелируют с распространением патологического тау [14, 16], возможно, что риск прогрессирования от MCI до AD может быть предсказан распространением p-MAPT из гиппокампа через fornix. В соответствии с этой предпосылкой повышенный CSF MAPT и p-MAPT стали важными биомаркерами в клиническом диагнозе AD [19]. В экспериментах с МРТ с диффузионным тензором были высказаны предположения о том, что повышенные показатели диффузии в предплечье могут прогнозировать прогрессию AD и, как предполагается, относятся к связанной с p-MAPT аксональной травмой [1, 18], однако окончательной патологической корреляции не хватает. Текущая работа в MAPT-визуализации in vivo [20] также может облегчить обнаружение распространения p-MAPT в fornix.

Мы провели корреляционный анализ окрашивания p-MAPT в ядрах fornix и базального переднего мозга, чтобы дополнительно исследовать модели тауопатии в этих взаимосвязанных структурах. Плотность окрашивания p-MAPT в сухарях и всех базальных структурах переднего мозга продемонстрировала значительную корреляцию со стадией Braak нейрофибриллярной дегенерации, совместимой с прогрессирующим распространением тауопатии к этим структурам, поскольку нейрофибриллярная дегенерация AD развивается по региональной схеме, описанной Braak и Браак [2-4]. Интересно, что корреляционный анализ плотности фоновой тауопатии и плотности тауопатии в базальных структурах переднего мозга был неоднородным. Самая сильная корреляция между тауопатией в карликовом и ядровом базале Мейнерта указывает на возможность того, что проекции ядрового базалиса на гиппокамп через сундук вносят вклад в форсинг-тауопатию в дополнение к эфферентным проекциям образования гиппокампа. Тауопатия в патроне также значительно коррелировала с тауопатией в перегородке, но не была достоверно коррелирована с тауопатией в НС или АТН. В нашей когорте были случаи с относительно более высокими уровнями тауопатии в NA и ATN, но более низкие уровни fornix p-MAPT, которые способствовали этому отсутствию корреляции. Поскольку эти случаи представляют собой НИА / АА, поставленные В2 и В3, отсутствие согласованности может быть связано с распространением невропатологии p-MAPT на базальный передний мозг через другие пути, например, через миндалину в случае НС, или может отражать уменьшение fornix p-MAPT-положительные аксоны из-за потери аксонов.

В нашем исследовании аутопсии также были выделены две дополнительные тауопатии, которые могут включать в себя мезо-мембранную долю и базальный передний мозг: ЧАСТЬ [7] и АРТАГ [10]. ЧАСТЬ характеризуется нейрофибриллярной дегенерацией по образцу, напоминающему AD, но в отсутствие значимой невропатологии Aβ. Так как мы проводили Aβ-иммунофилы только на среднем и нижнем временном гири и не в состоянии полностью исключить возможность амилоидных бляшек в других неоконтикальных областях, мы классифицировали пациентов, у которых отсутствовали амилоидные бляшки, насколько это возможно. Семь мозгов в нашем исследовании продемонстрировали возможную ЧАСТЬ, ограниченную энторинальной корой с редким вовлечением сектора CA1 гиппокампа (этап I-II Braak). В целом окрашивание p-MAPT было редким в сундуке в случаях с энторинальной нейрофибриллярной дегенерацией, и не было существенной разницы в аксоновском окрашивании pn-MAPT между 12 мозгами с невропатологическими изменениями болезни B1 Alzheimer (8,7 ± 2,6 p-MAPT-положительный аксонал профилей) и семь мозгов с возможной частью I-II этапа Бракка (5,7 ± 2,2 p-MAPT-позитивные профили аксонов). Только один мозг в нашей серии вскрытий продемонстрировал возможную фазу III этапа Braak и показал приблизительно ½ среднего аксонального окрашивания p-MAPT для группы нейрофибриллярной дегенерации B2. Эти результаты свидетельствуют о том, что невропатологию p-MAPT можно увидеть на стадии Braak ≥ III ЧАСТЬ. Поскольку деменция является необычной у пациентов с ЧАСТЬЮ [7], обнаружение связанного с p-MAPT аксонного повреждения в сундуке подчеркивает потенциальную важность визуализации Aβ и биомаркеров in vivo для дифференциации пациентов с AD, которые с большей вероятностью прогрессируют до деменции.

Кроме того, несколько мозгов продемонстрировали обильные p-MAPT иммунореактивные шипообразные астроциты в MB. Мы подозреваем, что это открытие, скорее всего, связано с АРТАГ [10], как это было замечено на всех стадиях нейрофибриллярной дегенерации NIA / AA, и его плотность коррелирует с возрастом пациентов. Однако интересно отметить, что MB tau astrogliopathy был наиболее заметным на стадии ВИА / АА в В2 нейрофибриллярной дегенерации и предшествовал нейронной тау-патологии в МБ в нашей группе аутопсий. Кроме того, наблюдалась умеренная, но статистически значимая корреляция между сочетанием астроглиальной и нейрональной тауопатии в МБ и тауопатии в патроне. Хотя мы предпочитаем, чтобы эти данные представляли АРТАГ, они могли бы указать роль тау-астроглиопатии при распространении тау от презерватива до млекопитающего. Дальнейшие исследования необходимы для решения значимости тау-астроглиопатии в МБ.

Основными ограничениями нашего исследования являются его дизайн поперечного сечения и его небольшой размер выборки. Из конструкции поперечного сечения этого вскрытия мы пришли к выводу о том, что fornix распространяет невропатологию p-MAPT от гиппокампа до эфферентных структур в медиальном базальном переднем мозге. Тем не менее, in vivo tau imaging, DTI и посмертная невропатологическая корреляция у пациентов с нейропсихиатрическими оценками будут необходимы, чтобы определить, является ли это истинной последовательностью прогрессирования тау-патологии, связанной с AD, от гиппокампа и ее значимости в отношении риска прогрессирования от МРП до слабоумия. Из-за беспокойства о возможном ухудшении иммуноокрашивания антигеном с хронической фиксацией формалина мы ограничили наше исследование архивированными вскрытиями не старше 2 лет. Кроме того, поскольку невропатология p-MAPT может быть связана с различными заболеваниями головного мозга, мы устранили случаи с патологией мозга, которые могут повлиять на картину невропатологии p-MAPT или которые могут повлиять на наше иммуногистохимическое обнаружение невропатологии p-MAPT. Несмотря на небольшой размер выборки или наше исследование, наши данные убедительно демонстрируют, что аксоновая АТ8-иммунореактивность в сгибании присутствует на лимбической стадии невропатологии AD и не предшествует вовлечению гиппокампа. Возможно, что тау-антитела, которые обнаруживают более ранние состояния фосфорилирования или олигомерные тау, могут дать дополнительную информацию о распространении тау среди медиальной височной доли и базального переднего мозга. Тем не менее, наши результаты в значительной степени подтверждают ожидаемую модель распространения невропатологии p-MAPT, связанного с AD, от гиппокампа до базального переднего мозга через сундук в стадиях NIA / AA B2 и B3 нейрофибриллярной дегенерации. Однако наши находки совместимы с возможностями, с которыми плунжер переносит p-MAPT на формирование гиппокампа из базального базального ядра Майнерта, и что базальные ядра переднего мозга могут распространять невропатологию p-MAPT из структур, отличных от прайминга.

В заключение, поскольку рентгенологические методы, которые обнаруживают невропатологию MAPT и связанное с MAPT повреждение аксонов, по-прежнему демонстрируют перспективность для диагностики и прогнозирования in vivo для пациентов с ранним AD, крайне важно, чтобы у нас было полное понимание моделей распространения невропатологии MAPT при старении человеческий мозг. В нашем исследовании подтверждается, что суслик демонстрирует невропатологию p-MAPT в стадиях NIA / AA B2 и B3 нейрофибриллярной дегенерации и предполагает, что fornix распространяет невропатологию p-MAPT от образования гиппокампа до базального переднего мозга с развитием AD. Требуется дополнительная работа для дальнейшего понимания распространения невропатологии p-MAPT в этих взаимосвязанных структурах и корреляции изменений МРТ и когнитивных данных с невропатологией p-MAPT в этих структурах в AD.

болезнь Альцгеймера

Анализ дисперсии

Связанная с возрастом тау астроглиопатия

AT8-иммунореактивного

Переднее таламическое ядро

Амилоид-бета

Отображение тензора диффузии

Гематоксилин и эозин

Связанный с микротрубочками белок tau

Маммиллярное тело

Слабые когнитивные нарушения

Магнитно-резонансная томография

Nucleus accumbens

Национальный институт по проблемам старения / Альцгеймера

Первичная возрастная тауопатия

Фосфо-тау / MAPT.

EDP ​​поддерживается грантом K08 от Национального института неврологических расстройств и инсульта (NS085324). Эта работа была также поддержана грантом Исследовательского центра по болезням Стэнфордского Альцгеймера (AG047366) и Стэнфордским мозговым центром здравоохранения.

EDP ​​разработал исследование, собрал ткани, приобрел, проанализировал и интерпретировал гистологические данные и написал рукопись. JLZ внесла свой вклад в разработку исследования, сбор и анализ тканей и данных. Оба автора прочли и утвердили окончательную рукопись.

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Проект исследования был рассмотрен Стэнфордским Институциональным Наблюдательным советом, и использование выявленных посмертных человеческих тканей мозга в этом исследовании было определено не для определения определения для исследований человеческих предметов. Копия Уведомления об определении находится в ведении Стэнфордского агентства по соблюдению исследований.

Комментариев нет.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *