阿尔茨海默病连续体中区域同质性的结构、功能与分子特征关联分析

《Journal of Translational Medicine》：Multimodal structural and transcriptomic correlates of regional homogeneity across the Alzheimer’s disease continuum

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摘要

背景

区域同质性（ReHo）反映了静息状态下大脑活动的局部同步性，但阿尔茨海默病（AD）连续体中ReHo的结构和分子相关性仍不清楚。

方法

我们纳入了421名认知正常的参与者、226名轻度认知障碍患者和68名AD患者。使用T1加权MRI、扩散MRI和静息态功能性MRI来量化皮质厚度、区域流线计数、结构-功能耦合（SFC）和ReHo。通过序数回归构建了不同诊断阶段的疾病异常指标。使用广义线性模型和重复交叉验证来评估结构和耦合指标与区域ReHo之间的关联。在调整了皮质厚度、区域流线计数和SFC之后，残差ReHo通过偏最小二乘回归与基因表达图进行空间关联，随后进行了通路分析、蛋白质相互作用分析和细胞类型富集分析。

结果

ReHo、皮质厚度、区域流线计数和SFC显示出阶段依赖性和空间异质性的异常。ReHo、皮质厚度、区域流线计数和SFC的疾病异常指标与广泛的认知和功能损伤相关。ReHo与皮质厚度（β，?0.210至?0.129；所有p<0.001）、区域流线计数（β，0.001至0.059；所有p<0.05）和SFC（β，0.166至0.197；所有p<0.001）均呈一致关联，这些因素共同解释了区域ReHo的变异（R2，0.346至0.371）。残差ReHo与富含神经血管信号传导、能量代谢、蛋白稳态以及特定阶段的星形胶质细胞、小胶质细胞、兴奋性神经元和抑制性神经元过程的皮质基因表达梯度相关。

结论

AD连续体中ReHo的变化与结构、功能和分子特征相关。这项工作加深了我们对AD连续体中区域功能变化的理解，并有助于制定针对性的干预策略。