C9orf72六核苷酸重复扩增携带者临床各阶段的纵向功能网络连接变化

Longitudinal functional network connectivity changes across the clinical stages of C9orf72 hexanucleotide repeat expansion carriers

作者信息Liwen Zhang, Suvi Häkkinen, Youjin Jung, Maria Luisa Mandelli, Dana Leichter, Chiadi U Onyike, Julio C Rojas, Jolina Lombardi, Maria Luisa Gorno-Tempini, Jennifer S Yokoyama, Virginia E Sturm, Joel Kramer, Brad F Boeve, Adam L Boxer, Leah K Forsberg, Hilary W Heuer, Kejal Kantarci, Eliana Marisa Ramos, Howard J Rosen, Bruce L Miller, William W Seeley, Taru M Flagan, Suzee E Lee, ARTFL/LEFFTDS/ALLFTD Consortia
PMID42671157
发布时间2026-09
DOI10.1002/alz.71744

实验完整度

包含横断面和纵向影像分析,涉及多组人群(无症状、前驱、症状性携带者和健康对照),并通过NfL和症状严重度进行关联验证,但缺乏体外或动物模型等机制验证。

主要模型

无症状C9orf72扩增携带者(aSxC9) 前驱期C9orf72扩增携带者(proC9) 症状性C9orf72扩增携带者(SxC9) 健康对照(HC)

重点核对

参与者分为无症状、前驱、症状性三组,基于基线临床诊断 影像数据采集:3T MRI,包含T1加权和静息态fMRI 纵向随访时间:平均约2年(范围未明确)、多次随访 NfL测量:使用Simoa NF-light Advantage Kit在SiMoA HD-X分析仪上检测 统计阈值:体素水平p<0.05,簇水平FWE校正p<0.05

摘要

引言:C9orf72六核苷酸重复扩增携带者的内在功能连接网络异常在无症状阶段即已出现,但纵向研究仍然有限。我们检查了跨临床阶段的横断面异常和纵向连接变化。方法:我们分析了36名无症状(aSxC9)、17名前驱(proC9)和29名症状性(SxC9)携带者及107名健康对照(HC)的任务态功能性磁共振成像(fMRI)和结构性MRI数据。检测了先前发现C9orf72改变的功网络,包括突显网络、感觉运动网络、默认模式网络和内侧枕核丘脑网络。评估了纵向连接和灰质下降与基线神经丝轻链(NfL)浓度和症状严重程度的关联。结果:aSxC9和SxC9在特定网络内表现出纵向连接变化。在aSxC9中,连接变化与基线NfL相关。在proC9和SxC9中,连接和灰质的变化与基线NfL和症状严重程度相关。讨论:C9orf72扩增携带者表现出阶段特异性的网络连接变化。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
C9orf72扩增携带者在临床各阶段(无症状、前驱、症状性)的纵向功能网络连接变化及其与神经退行性变和症状严重程度的关系如何?
核心机制
C9orf72扩增携带者表现出阶段特异性的网络连接变化,可能反映网络易损性和代偿性重组,早于显著的灰质萎缩。
主要证据
无症状携带者显示SN、SMN、MPN的纵向连接变化,并与基线NfL相关;前驱和症状性携带者的连接和灰质变化与NfL和症状严重程度相关。
研究意义
功能连接分析可在灰质萎缩出现前检测到携带者的变化,为追踪疾病进展和评估潜在干预效果提供了早期标志。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

参与者招募与分组

收集C9orf72扩增携带者和健康对照的纵向影像及临床数据,并按临床阶段分组。

从UCSF记忆和衰老中心及ALLFTD研究招募82名C9携带者和107名健康对照,基于基线诊断分为aSxC9、proC9、SxC9和HC组。

2

影像数据采集

获取结构性MRI和静息态fMRI数据,用于后续分析。

每个参与者进行3T MRI扫描,包括T1加权结构和T2*加权EPI静息态fMRI。

3

灰质体积分析

评估各组纵向灰质体积变化。

使用SPM12进行纵向VBM分析,灰质图分割、配准、调制和平滑,并根据Brainnetome图谱分成246个ROI,应用ComBat协调多站点数据,用LME模型检验纵向变化。

4

功能连接分析

评估静息态功能网络(SN、SMN、DMN、MPN)的横断面和纵向连接变化。

使用fMRIPrep预处理,基于种子点(4mm半径球)计算全脑体素时间序列的相关性,生成网络连接图,应用ComBat协调,通过GLM和LME模型分析组间差异和纵向变化。

5

NfL与临床严重程度关联分析

探讨基线NfL和症状严重程度与纵向连接和灰质变化的关系。

使用LME模型,分别分析aC9和proC9/SxC9中基线log(NfL)与纵向连接/灰质变化的关系,以及基线CDR plus NACC FTLD总分与纵向连接变化的关系。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
3T MRI扫描仪----
SPM12Wellcome Trust Centre for Neuroimaging--
MATLABMathWorks--
fMRIPrep----
ANTs----
FSL----
FreeSurfer----
AFNI----
Simoa NF-light试剂盒Quanterix--
SiMoA HD-X分析仪Quanterix--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
参与者分组
临床诊断标准,C9orf72扩增定义(重复>40-50次),排除MAPT/GRN变异,HC的认知正常标准
阅读提示:Methods:2.1 Participants
影像采集
MRI扫描仪型号,T1和fMRI序列参数,静息态时长,质量控制标准(FD<0.5mm)
阅读提示:Methods:2.3 Image acquisition
灰质体积分析
VBM预处理步骤,Brainnetome图谱,ComBat协调参数,统计模型设置(LME固定和随机效应)
阅读提示:Methods:2.4 Voxel-based morphometry analysis
功能连接分析
fMRI预处理细节,种子点坐标,网络掩膜定义,ComBat协调,统计模型(GLM和LME)
阅读提示:Methods:2.5 Functional imaging analysis
NfL测量和关联分析
NfL检测试剂盒和仪器,样本量,统计模型(LME)
阅读提示:Methods:2.6 Longitudinal changes associated with NfL concentrations