恒河猴脑老化过程中形态与微结构的年龄相关性差异：高分辨率T2w和DTI成像揭示的生物标志物

本研究针对脑老化进程中缺乏有效生物标志物的问题，通过高分辨率T2w SPACE和DTI技术对37只5-28岁恒河猴进行跨年龄段分析，发现前额叶、顶叶皮层及纹状体萎缩，白质纤维束FA（Fractional Anisotropy）和AD（Axial Diffusivity）显著降低，为揭示灵长类脑老化机制提供了形态与微结构双重证据，对阿尔茨海默病（ADRD）等神经退行性疾病研究具有重要转化价值。

　　

随着全球老龄化加剧，脑老化相关的神经退行性疾病如阿尔茨海默病（ADRD）已成为重大公共卫生挑战。然而，人类研究中难以区分正常老化与病理进程的界限，且缺乏跨越生命周期的动态数据。恒河猴因其与人类相似的遗传背景、脑结构和长达30年的寿命，成为研究脑老化的理想模型。既往研究多聚焦老年与青年对比，忽略了中年过渡期的关键变化，且T1w成像对铁沉积等老化标志物敏感性不足。针对这些空白，美国俄勒冈国家灵长类研究中心的科研团队在《Neurobiology of Aging》发表论文，首次系统整合高分辨率T2w成像与DTI技术，揭示了恒河猴全生命周期脑形态与微结构的动态变化规律。

研究团队采用3T MRI扫描仪，对37只5-28岁（平均17.5岁）性别平衡的恒河猴采集0.5 mm等体素T2w SPACE图像和1 mm等体素DTI数据。通过Tensor Based Morphometry（TBM）分析灰质形态，结合DTI-TK工具计算FA、MD（Mean Diffusivity）、AD和RD（Radial Diffusivity）等参数，采用阈值自由聚类增强（TFCE）方法进行全脑体素回归分析，并建立ROI（Region of Interest）模型评估年龄与性别的非线性效应。

3.1 灰质区域的形态学变化
TBM分析显示，年龄相关萎缩主要集中于前额叶腹内侧皮层（5-10%体积）、扣带回和感觉运动皮层，尾状核萎缩程度达3%。值得注意的是，黑质区域出现显著扩张，可能与铁沉积导致的T2w信号改变有关。这些发现补充了既往T1w研究的局限性，首次在次级运动皮层等区域检测到亚ROI水平的萎缩模式。

3.2 白质区域的微结构变化
DTI结果显示，额颞叶白质（30%体积）、内囊和胼胝体区域FA显著降低，伴随AD同步下降而非预期的RD升高。ROI分析进一步揭示：11个白质区域FA存在性别差异，其中内侧丘系等6个区域呈现U型年龄曲线；AD在39个区域呈线性下降，仅3个区域（如内囊后肢）符合二次模型。这种以轴向扩散降低为主导的模式，提示轴突结构损伤可能早于髓鞘病变。

讨论部分指出，该研究首次在灵长类模型中同时观测到：1）T2w敏感的铁沉积相关黑质体积增加；2）白质退化呈现AD驱动的特殊模式，不同于人类老年群体的典型RD升高现象，可能反映健康衰老与病理衰老的生物学差异。局限性包括年轻样本不足和横断面设计，未来将通过PRIME-DRE平台共享数据，推动多中心"脑图谱"计划。这项研究为区分正常与异常脑老化提供了新型影像学生物标志物，对开发神经退行性疾病的早期干预策略具有重要转化意义。