阿尔茨海默病中Tau蛋白病理对脑沟深度的特异性影响及其与海马功能连接的关联研究

时间:2026年1月26日
来源:Annals of Neurology

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本研究通过多模态神经影像与尸检组织学分析,首次系统揭示阿尔茨海默病(AD)中Tau蛋白病理优先累积于脑沟(尤其沟底)并导致局部皮层变薄。研究发现Tau相关萎缩区域与记忆功能显著相关,且这些易感区在成年早期即呈现更强的海马功能连接(FC),提示脑沟的解剖与连接特性共同构成AD病理进展的结构-功能脆弱基础。

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研究背景与科学问题
阿尔茨海默病(AD)的典型神经病理特征包括β淀粉样蛋白(Aβ)斑块沉积和过度磷酸化Tau蛋白的播散。尽管既往研究提示Aβ在脑沟区域有优先沉积倾向,且慢性创伤性脑病(CTE)中Tau病理多见于脑沟深部血管周围,但AD本身是否存在Tau病理的脑沟偏好性尚不明确。本研究联合活体多模态影像与尸检组织学验证,探究Tau相关萎缩的脑沟定位规律及其潜在机制。
研究方法与队列设计
研究纳入阿尔茨海默病神经影像倡议(ADNI)数据库中675名参与者(94名AD患者、113名轻度认知障碍患者及468名认知正常者),所有个体均具备3T磁共振成像(MRI)、Tau-PET([18F]flortaucipir)及淀粉样蛋白-PET数据。通过自由Surfer(FS)流程重建皮层表面,并基于曲率文件(.curv)划分脑沟与脑回区域,进一步将脑沟区按深度值(.sulc文件)划分为最深5%的沟底与其余95%区域。采用一般线性模型(GLM)分析皮层厚度与Tau负荷的空间关联,并通过尸检个案(Braak 6期AD患者)的全脑磷酸化Tau(AT8)染色图谱验证Tau分布模式。此外,利用伯克利老龄化队列(BACS)的187名年轻成人与老年静息态功能磁共振(rs-fMRI)数据,分析Tau易感区与海马的功能连接(FC)强度。
核心发现
  1. 1.
    Tau相关萎缩集中于脑沟深部
    顶点水平的Tau-皮层厚度负相关集群主要分布于典型AD萎缩脑区(如颞顶叶联合皮层)。线性混合模型显示,这些集群在脑沟的覆盖面积显著高于脑回(p < 0.0001,η2p = 0.90),且在脑沟底部的覆盖率显著高于脑沟其他区域(p < 0.0001)。左半球的Tau-萎缩关联强度高于右半球(交互作用p = 0.012)。
  2. 2.
    Tau易感区体积与记忆功能密切关联
    回归分析表明,Tau-萎缩集群的皮层体积与ADNI记忆复合评分(ADNI-MEM)的关联强度(β = 0.430)显著高于非集群脑区(β = 0.255,交互作用p = 0.009),提示该区域萎缩对认知衰退具有特异性贡献。
  3. 3.
    尸检组织学证实脑沟Tau优先累积
    在Braak 6期AD病例中,AT8染色信号在脑沟区域强度高于脑回(p < 0.001),且沟底信号显著高于脑沟其他部分(p < 0.001),从病理层面支持影像学发现。
  4. 4.
    Tau易感区与海马存在终生高连接
    静息态功能连接分析显示,Tau-萎缩集群的海马FC强度在所有年龄组(青年、老年Aβ-、老年Aβ+)均显著高于非集群脑区(主效应p < 0.0001),且老年组整体FC高于青年组。这表明脑沟脆弱性可能源于其与tau传播关键节点(海马)的固有强连接。
机制探讨与学术意义
本研究从多维度证实AD中Tau病理对脑沟(尤其沟底)的特异性影响,其机制可能涉及:(1)脑沟作为长程连接枢纽,易通过网络传播tau蛋白;(2)脑沟独特的力学特性(如CTE中机械应力集中)可能促进病理蛋白聚集;(3)脑沟区微血管密度、细胞架构或清除效率的差异。结果深化了对AD区域脆弱性机制的理解,为针对脑沟特异性病理的早期干预提供新靶点。

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