通过体内光学成像对AD/ADRD啮齿动物模型神经血管损伤的皮层分层多参数分析

背景：神经血管生物标志物有潜力提高阿尔茨海默病（AD）和AD相关痴呆（ADRD）的早期诊断，因为脑血管改变通常先于神经退行性变。然而，由于特异性不足、异质性以及技术限制，其临床应用仍具挑战。方法：在这里，我们报告在12月龄的AD/ADRD小鼠模型、载脂蛋白E（APOE）4敲入（KI）小鼠中，与APOE3-KI相比，血管和皮层分层特异性参数对神经血管损伤显示出有前景的诊断敏感性。使用两种体内成像方式，3D毛细血管分辨率光学多普勒断层成像和激光散斑对比成像，我们测量了36个形态和功能血管参数，并使用机器学习支持向量机分类器评估其诊断性能。结果：APOE4小鼠表现出显著改变，包括小静脉和小动脉脑血流速度和直径降低，血管迂曲度增加，血管密度的层依赖性降低，以及脑血管反应性受损。小静脉和微循环相关参数以及脑刺激的动态血管活性表现出高诊断准确性（约90%）。结论：总之，这些发现提供了APOE4引起的早期、皮层层特异性神经血管功能障碍的体内证据，这增加了痴呆的易感性，并强调了将光学成像的神经血管生物标志物与基于AI的分类器相结合用于识别增加AD/ADRD风险的潜力。