tau蛋白是一种由MAPT基因编码的高度可溶的微管相关蛋白(MAP)。tau蛋白是一种基本蛋白。作为地图家族的成员,tau蛋白主要作用于轴突的远端,以维持微管的稳定性和柔韧性。tau蛋白与微管蛋白相互作用以稳定微管,同时驱动微管内的小管蛋白组装。tau蛋白通过异构化和磷酸化控制微管的稳定性。tau蛋白参与调节轴突运输和核功能以保护DNA完整性。与肌动蛋白细胞骨架相互作用以促进肌动蛋白丝的形成;并通过与FYN相互作用来调节NMDA受体信号通路。tau的磷酸化受许多激酶的调节,包括PKN,丝氨酸/苏氨酸激酶,其活化会导致微管组织破坏。高磷酸化TAU在神经元中的积累会引起神经原纤维变性,这与各种神经退行性疾病(如AD和PD)有关。
Arabella Bouzigues 1 · Lucy L. Russell 1 · Georgia Peakman 1 · Martina Bocchetta 1 · Caroline V. Greaves 1 · Rhian S. Convery 1 · Emily Todd 1 · James B. Rowe 2 · Barbara Borroni 3 · Daniela Galimberti 4.5 · Pietro Tiraboschi 6 · Mario Masellis 7 Maria Carmela Tartaglia 8·Elizabeth Finger 9·John C. Van Swieten 10·Harro Seelaar 10·Lize Jiskoot 10·Sandro Sorbi 11.12·Chris R. Chris R. Butler 13.14·Caroline Graff 15.16·Caroline Graff 15.16·亚历山大·盖尔哈德(Alexander Gerhard)17,18·tob tob tob tob tob lobers langheinrich。拉奎尔·桑切斯(Raquel Sanchez)-Valle 21·Alexandre deMendonça22·Fermin Moreno 23.24·MATTHIS SANOFZIK 25.26·Rik Vandenberghe 27,28.29·Simon Ducharmor 30.31 ·Markus Otto 38·佛罗伦萨Pasquier 39,40.41·Isabel Santana 42.43·Jonathan D. Rohrer 1·遗传FTD倡议,Genfi
该预印本版的版权持有人于2024年10月16日发布。 https://doi.org/10.1101/2024.10.16.618683 doi:Biorxiv Preprint
遗传危险因素,例如APOE ϵ4和MAPT(RS242557)A等位基因与淀粉样蛋白和TAU途径有关,并且在阿尔茨海默氏病的早期和已建立的阶段都会发生变化,但它们对年轻健康成人的皮质形态的影响。总共144名年龄在18至24岁之间的参与者接受了3T MRI和APOE的基因分型和MAPT,以研究这些遗传危险因素在同队中对这些遗传危险因素的独特影响,而没有明显的合并症,例如代谢和心血管疾病。我们将大脑皮质分为68个区域,并计算了每个区域的皮质区域,厚度,曲率和折叠指数。然后,我们使用这些形态学特征训练了机器学习模型,以对APOE和MAPT基因型进行分类。此外,我们应用了一个不断增长的层次自组织映射算法,该算法将68个区域聚集到4个子组中,以寄出不同的形态学模式。然后,我们进行了一般线性模型分析,以估计APOE和MAPT在皮质模式上的相互作用。我们发现,使用所有皮质特征的分类器可以准确地对携带痴呆症的基因风险的个体进行分类。apoE ϵ4载体在整个大脑皮层上具有更令人费解和较薄的皮质。在MAPT中发现了类似的模式,仅在早期Tau病理学的地区仅在地区。通过聚类分析,我们发现了ApoE ϵ4之间的协同作用,并启动了等位基因,即两个危险因素的载体表明,皮质模式与该集群的典型模式的偏差最大。apoE ϵ4和MAPT(rs242557)痴呆症的遗传危险因素与皮质形态的变化有关,在年轻的健康成年人中可以观察到,在阿尔茨海默氏病的年轻成年人中可以观察到,在阿尔茨海默氏病的病理可能会发生50年之前,痴呆症症状可能开始前50年。
MAPT cg01934064 17 44064242 船体搁板 -0.14 0.024 MAPT cg15323584 17 44022846 5'UTR 搁板 0.11 0.009 MAPT cg17569492 17 44026659 5'UTR 岛 0.09 0.019 MAPT cg12727978 17 44075500 船体露天海域 0.08 0.009 TREM2 cg02828883 6 41131823 TSS1500 露天海域 0.08 0.005 TIA1 cg14434028 2 70452453 船体露天海域 0.08 0.036 TIA1 cg13119546 2 70444039 身体 opensea 0.05 0.041 RUNX2 cg16181497 6 45409732 身体 opensea -0.07 0.042 RUNX2 cg12755953 6 45430813 身体 opensea 0.06 0.039 RUNX2 cg04110902 6 45500999 身体 opensea 0.05 0.038 GRN cg06800040 17 42427647 身体 shelf 0.07 0.022 FTLD1m 按亚型分类:TDP Type A C9orf72 vs CTRL MAPT cg15323584 17 44022846 5'UTR shelf 0.17 0.002 MAPT cg12727978 17 44075500 船体 开海 0.15 0.001 MAPT cg17569492 17 44026659 5'UTR 岛 0.1 0.032 MAPT cg19276540 17 44060353 船体 岛 0.08 0.035 RUNX2 cg12041069 6 45341222 船体 搁板 0.15 0.04 RUNX2 cg17636752 6 45391973 船体 岸 0.09 0.036 RUNX2 cg12755953 6 45430813 船体 开海 0.08 0.026 TIA1 cg14434028 2 70452453 身体 开放海 0.13 0.011 TIA1 cg13119546 2 70444039 身体 开放海 0.06 0.047 TIA1 cg15836561 2 70442511 ExonBnd 开放海 0.06 0.028 TBK1 cg23175599 12 64848891 5'UTR 架 0.1 0.026 TREM2 cg02828883 6 41131823 TSS1500 开放海 0.09 0.017 CCNF cg26647200 16 2482775 身体 架 0.09 0.022 GRN cg06800040 17 42427647 车身搁板 0.08 0.031 GRN cg12837296 17 42426483 5'UTR 开海 0.07 0.033 GRN cg23570245 17 42426011 5'UTR 开海 0.06 0.048 GRN cg08491241 17 42421960 TSS1500 开海 0.06 0.05 SQSTM1 cg05578452 5 179255653 车身开海 0.07 0.005 SQSTM1 cg09046399 5 179264098 3'UTR 开海 0.06 0.025 FTLD1m 亚型:TDP C 型 vs CTRL MAPT cg01934064 17 44064242 船体架 -0.16 0.016 MAPT cg17569492 17 44026659 5'UTR 岛 0.08 0.045 MAPT cg26979107 17 44061355 船体岸 0.06 0.016 MAPT cg22635938 17 44039549 5'UTR 公海 -0.06 0.012 MAPT cg01582587 17 44036817 5'UTR 公海 0.05 0.022 TBK1 cg09999583 12 64878162 船体公海-0.1 0.029 TREM2 cg02828883 6 41131823 TSS1500 公海 0.08 0.009
额颞痴呆是一种异质性神经退行性疾病,其特征是额叶和颞叶中的神经元丧失。尽管在理解哪些基因与额颞痴呆的病因相关的过程中取得了进展,但这些基因突变如何导致特定皮质区域的细胞损失的生物学基础尚不清楚。在这项工作中,我们合并了来自艾伦脑科学研究所的16个772基因的基因表达数据,并在遗传型额叶痴呆型起始研究中获得了Symp-Tomatic C9orf72,GRN和MAPT突变载体中灰质萎缩的脑图。在C9orf72,GRN和MAPT表达之间以及各个遗传群中的萎缩模式之间没有看到任何signi-ni-firstossion。调整了空间自相关后,1000至5000个基因在每个遗传组中的萎缩模式存在负或正相关,其中最显着相关的基因为TREM2,SSBP3和GPR158(C9orf72,GRN和MAPT和MAPT和MAPT中的MAPT,MXRA和LPA(C9ORF)和LPA(C9orf72中的负相关)(分别为c9orf72),mxra8和lpa(C9OR)(C9) 分别)。过分代表分析确定了与线粒体功能所涉及的基因的负相关性,以及与每个遗传组中血管和神经胶质细胞功能的基因的阳性关联。一组423和700个基因在所有三个地图中均与萎缩模式分别显示出显着的阳性和阴性关联。在富含皮质区域的表达增加的基因富含神经元和小胶质细胞基因,而在萎缩区域中表达增加的基因富含星形胶质细胞和内皮细胞基因。我们的分析表明,这些细胞类型在额颞痴呆中的神经退行性发作中可能比以前假定的神经退行性发作更为活跃,并且对于正相关的细胞标记基因,可能通过神经毒性星形胶质细胞的出现和血液 - 脑障碍物的变化而有可能出现。
1 半导体研究公司,“MAPT 微电子和先进封装技术路线图”,2023 年。可在线获取:srcmapt.org/wp-content/uploads/2024/03/SRC-MAPT-Roadmap-2023- v4.pdf 。2 AI 愿景:可持续材料的 AI,白宫科技政策办公室,2024 年。可在线获取:ai.gov/aspirations/ 3 半导体研究公司,“MAPT 微电子和先进封装技术路线图”,2023 年。可在线获取:srcmapt.org/wp-content/uploads/2024/03/SRC-MAPT-Roadmap-2023- v4.pdf 。
注意:年龄,教育,MMSE,FRS和临床评级量表得分显示为平均值(标准偏差)。请注意,FRS可在440个突变载体(187 C9orf72,178 GRN,75 MAPT)和252个对照中使用。与对照组相比,使用线性回归,与对照组相比,BOLD项目与对照组有显着不同(斜体化项目的差异明显较小),而对照组,突变组之间的逻辑回归以及性别差异的卡方(p <0.005)。其他差异显示为:与C9ORF72相比,明显受损/年轻/更多的男性; B与GRN相比,B明显受损/年轻;或与MAPT突变载体相比,C大大受损/较少的教育年份。缩写:CDR Plus NACC FTLD;临床痴呆评级痴呆症分期仪器加上国家阿尔茨海默氏症的协调中心行为和语言领域; FRS,ftd评级量表GRN,progranulin; MAPT,微管相关蛋白Tau; MMSE,小型国家考试。
抽象的tauopathies是一组异质性神经系统疾病,其特征是以病理轴突分布,异位表达和/或磷酸化以及微管相关蛋白Tau的磷酸化和聚集,由基因MAPT编码。神经元功能障碍,痴呆和神经变性是这些经常有害疾病的常见特征。当MAPT突变/单倍型是其主要原因时,神经退行性疾病被认为是原发性扭曲性疾病,并且/或TAU是主要的病理特征。如果观察到tau病理学,但被另一个病理标志叠加,则该病被归类为继发性tauopathy。在某些tauopathies中(例如MAPT相关的额颞痴呆(FTD),进行性性核上麻痹(PSP),皮质性脂肪性变性(CBD)和阿尔茨海默氏病(AD))TAU被公认为是这种疾病的重要致病驱动因素。在许多继发性tauopathies中,包括帕金森氏病(PD)和亨廷顿氏病(HD),tau被建议有助于痴呆的发展,但在其他情况下(例如,niemann-pick疾病(NPC))tau只能是旁观者。通常未完全了解tau病理学的遗传和病理机制。在这篇综述中,详细检查了与原发性和继发性扭曲的遗传易感性和变体,并评估了Tau在这些条件下的作用的证据。我们强调了不常见的tauopathies遗传形式,以提高对这些疾病的认识以及TAU参与其病理学。这种方法不仅有助于更深入地了解这些条件,而且还可能为基于TAU的各种tauopathies的潜在治疗干预奠定了基础。
结果纳入 34 名 GRN 患者、8 名 MAPT 患者和 14 名 C9orf72 致病变异携带者(平均年龄 = 52.1 岁,标准差 = 7.2 岁;66% 为女性)。研究的平均随访时间为 64 ± 33 个月(中位数 = 52;范围 13 – 108)。GRN 致病变异携带者的大脑所有区域的衰退速度均快于参考百分位数曲线,尽管在 45 至 70 岁之间,相对体积仍保持在第 5 至第 75 百分位数之间。在 MAPT 致病变异携带者中,额叶体积在 45 岁时已处于第 5 百分位数,并在 50 至 60 岁之间进一步衰退。颞叶体积在 45 岁时开始于第 50 百分位数,但与其他大脑结构相比,其衰退速度最快。对于 C9orf72 致病变异携带者来说,在 45 岁时,额叶、颞叶、顶叶和小脑的体积就已开始低于参考百分位数曲线的第 5 个百分位数,但直到 60 岁,随着时间的推移,其下降幅度都很小。