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神经病理学应用神经生物学。2015年8月；41(5): 601–612.
2015年4月30日在线发布。 数字对象标识：10.1111/南12178
预防性维修识别码：项目经理4934135
PMID：25185840

二肽重复蛋白的积累早于时间差分‐43与六核苷酸重复扩增相关的额颞叶变性C9ORF72型基因

阿提克·巴博里,1 蒂莫西·格里菲斯,2 伊芙琳·贾罗斯,三,4 罗伯特·佩里,三,4 伊恩·麦基思,4 大卫·J·伯恩,4 Masami Masuda‐铃木,7 长谷正人,7 萨拉·罗林森,5 斯图亚特·皮克林-布朗,5 安德鲁·罗宾逊,6 伊冯·戴维森,6和大卫·M·A·曼通讯作者6
作者信息 文章注释 版权和许可信息 PMC免责声明

关联数据

补充资料

摘要

目的

额颞叶变性(FTLD公司)运动神经元疾病与体内己二核苷酸重复扩增有关C9ORF72型都显示小脑和海马神经元内的神经元胞质内含物时间差分‐43 p62和二肽重复蛋白呈阴性但免疫反应性(DPR（DPR）)这些是由非自动液位计量程翻译基因的扩展区域。

方法

22例FTLD公司从N个对埃卡斯尔的扩建进行了分析C9ORF72型通过重复涂底漆聚合酶链反应和S公司外部污点。进行详细的病例记录分析，通过回顾临床病史获得盲法回顾性临床印象。对所有主要脑区的切片进行免疫染色时间差分‐43，第62页和DPR（DPR）.范围时间差分‐43和DPR（DPR）将扩张载体的病理学与来自M（M）安切斯特B类雨B类ank已确诊疾病。

结果

三名纽卡斯尔患者在C9ORF72型已确定。这三名患者过早死亡，其中两名在发病10个月和3年内死于支气管肺炎，另一名在发病3年后死于心肌梗死。在这三种情况下，DPR（DPR）在所有的大脑皮层区域、海马体和小脑中都有丰富的细胞，但时间差分‐43处病理变化稀疏。严重性DPR（DPR）这三名患者的病理变化与M（M）anchester系列，尽管时间差分‐43病理学显著减少。

结论

广泛堆积DPR（DPR）在神经细胞内发生的时间可能比时间差分‐43例患者FTLD公司轴承膨胀C9ORF72型.

关键词：C9ORF72型、二肽重复蛋白、额颞叶变性、六核苷酸重复扩增

介绍

额颞叶变性（FTLD）表现为一系列临床实体[1,2]与各种病理性蛋白质积累模式有关[3].第9染色体开放阅读框72内含子1中的六核苷酸重复扩增(C9ORF72型)该基因是目前已知的与FTLD和运动神经元疾病（MND）相关的主要遗传因素[4,5,6]. 小脑颗粒细胞和海马CA4神经元内p62蛋白的病理性堆积，如神经元胞质内含物（NCI），被认为是这种特殊遗传形式FTLD的独特组织学特征[7,8,9]. P62是蛋白酶体降解蛋白的标记物，这种NCI中的精确靶蛋白似乎与扩展重复区的非ATG启动（RAN）翻译有关，这导致二肽重复蛋白（DPR）的“不适当”形成和聚集在这些和其他区域的神经细胞内[10,11,12,13,14].

发现后的大多数早期病理学描述C9ORF72型突变表明，相关的TDP‐43病理学通常为B型，其特征是所有皮质层都有NCI，但营养不良的神经突或神经元核内包涵体相对较少[7,8,9,15]. 然而，最近的研究经常报告有很大比例的C9ORF72型突变病例具有其他类型的FTLD‐TDP，通常为A型[9,11,15]，很少是C型[16]尽管如此，无论TDP‐43的组织学类型如何，所有发生扩张的病例似乎都显示出类似且特征性的DPR病理学[13,14].

在本研究中，我们调查了纽卡斯尔队列中22名经病理证实的FTLD‐TDP患者，并检测到三名患者在C9ORF72型这三名患者过早死亡，两名患者在发病后10个月和3年内死于支气管肺炎，一名患者在发病后3年死于心肌梗死。在所有这些中，小中间神经元和大脑皮层区域和海马的一些锥体细胞内有丰富的DPR，尤其是小脑颗粒细胞内，但TDP‐43病变缺失或极为稀疏。这三名患者的TDP-43和DPR病理学与曼彻斯特系列中TDP-43及DPR病理均明显存在的其他患者的比较表明，FTLD患者的扩张发生在C9ORF72型DPR在神经细胞内广泛积聚的时间可能比TDP‐43早得多。

方法

患者

纽卡斯尔脑组织资源（NBTR）提供了来自英格兰东北部22名FTLD患者（病例#1-22，男性12，女性10）的脑组织。此外，曼彻斯特脑库（MBB）还提供了其他13名FTLD患者（病例编号23-35，8名男性，5名女性）的大脑，这些患者在C9ORF72型[11,13]英格兰西北部和北威尔士(补充表S1). 所有35名患者均符合Lund‐Manchester FTLD临床诊断标准[2,17]. 所有大脑均经近亲同意后获得完全伦理许可。本研究的伦理许可由NBTR和MBB根据其通用组织库批准书授予（参考号分别为08/H0906/136和09/H0906/52）在各自的智库管理小组进行同行审查后，来自纽卡斯尔和北泰恩赛德1 REC。我们在其他地方已经介绍了这些病例的精选临床和病理细节[15,18,19].

遗传分析

如前所述，通过重复引物PCR测定扩增的己核苷酸重复序列的存在[6]冷冻脑组织（小脑）可用于研究中使用的所有35例患者，并按照其他说明进行Southern印迹[11]使用ImageQuant TL软件（第7版，GE Healthcare）进行膨胀定型，根据每个凝胶中包含的DIG标记的lambda Hind III标记的尺寸标准（罗氏应用科学公司）对重复编号进行定型。每个印迹均包括阳性对照（从NINDS Repository–Coriell获得的B淋巴细胞系ND06769中分离的gDNA）和阴性对照，并要求每个印迹分别显示预期大小的条带或无杂交信号的条带，以通过质量控制。基因突变分析地图,GRN公司,CHMP2B公司,迟发性脑脊髓炎,保险丝,地图单倍型和APOE公司如前所述，进行基因型分析[18,19].

组织学方法

切割了一系列石蜡切片（厚度为6μm）来自大脑代表区域的福尔马林固定块，包括（如有）额叶皮层（BA8/9）、颞叶皮层（BA 21/22）、扣带回、岛叶皮层、运动皮层、顶叶下和枕叶（BA17/18）皮层、后海马、基底神经节（包括尾状核、壳核、苍白球和丘脑），中脑（包括黑质和动眼神经核）、脑桥（包括蓝斑和V颅神经核），髓质（包括下橄榄和第十二脑神经核）和小脑（带齿状核）以及颈脊髓和腰脊髓。由于一些病例可追溯到20年或20年以上，因此并非所有脑区都可用于研究，尤其是前海马体和杏仁核，以及中脑和脑干内的某些区域。只有一例患者在死后才获得脊髓。该系列中可用区域的切片之前已通过两个实验室的标准化常规方法进行了免疫染色（参见[18,19])对于淀粉样β蛋白（Aβ）、tau、泛素、TDP‐43和FUS蛋白，在0.1M柠檬酸盐缓冲液中使用微波，pH 6.0用于抗原检索。

病理学上，在22例纽卡斯尔患者中，19例患有FTLD‐TDP（9例为A型组织学，4例为B型组织学和6例为C型组织学），1例患有FTL‐FUS（NIFID），2例病理学上无法分类，但可能是FTLD­UPS[20]在13名曼彻斯特球员中C9ORF72型扩张患者中，8名患者的FTLD-TDP组织学为A型，而5名患者的组织学为B型[20].

纽卡斯尔系列病例的进一步切片在基因分析中发现C9ORF72型曼彻斯特实验室采用标准ABC Elite试剂盒（Vector，Burlingame，CA，USA），采用p62‐lck配体（兔多克隆抗体（B D Biosciences，Oxford，UK）1:100]进行免疫染色，检测所有13例曼彻斯特病例是否存在p62免疫反应性NCI，再次在0.1M柠檬酸盐缓冲液中微波处理，pH值6.0，用于抗原提取。阳性病例定义为小脑内p62阳性、TDP 43阴性NCI（参见[8])或海马（参见[7])在低功率物镜（×20）下可以清楚地看到，并且大多数高功率场（×40）包含至少两个NCI。阴性病例完全没有p62免疫染色，或者在偶尔的高功率场中观察到少量明显的细胞外和“外来”p62阳性颗粒物质。如其他地方所述，使用多克隆聚-GA抗体（由M Hasegawa博士提供）对两组相同病例的另一组切片进行DPR免疫染色（同样在曼彻斯特）[11,13].

病理学评估

根据以下信息，在可代表所有病例的大脑区域，以×20倍放大率评估神经细胞内DPR免疫染色NCI的存在：

  • 0=任何区域均无DPR免疫染色NCI。
  • 0.5=整个切片中存在罕见/单个DPR免疫染色NCI。
  • 1=在某些领域（但不是所有领域）存在少数（1-5）DPR免疫染色的NCI。
  • 2=每个区域中存在中等数量的DPR（6–10）免疫染色NCI。
  • 3=每个领域有许多（超过10个）DPR免疫染色NCI。
  • 4=存在非常多的DPR免疫染色NCI，几乎影响每个领域的所有细胞。

每个评估区域的得分在这些区域中进行汇总，这些区域适用于所有具有C9ORF72型扩张。大脑区域按解剖学或“功能”分类。因此，将额叶、颞叶、扣带回、岛叶、顶叶和枕叶皮层区域的得分相加，得出每个病例的“皮层”总得分。将海马体和邻近区域的脑室下、内嗅皮质和梭状回的得分相加，得出每个病例的内侧颞叶总得分。小脑颗粒和Purkinje细胞以及齿状核、下橄榄核和脑桥核的得分相加得出“小脑”总得分。所有分段评分均由一名评分员（DMAM）进行。

根据DPR病理学采用的相同系统，对额叶和颞叶皮层（第二层锥体细胞）和海马（齿状回颗粒细胞）的TDP‐43病理变化频率（如有NCI和神经突起）进行半定量评分。同样，所有评分均由一名评分员（DMAM）进行。

统计分析

评级数据输入excel电子表格，并使用社会科学统计软件包（SPSS）软件（17.0版）进行分析。Kruskal–Wallis与事后Mann-Whitney检验用于比较多个组之间的纳入分数，或单独对两组进行Mann-Whiteney检验。方差分析具有事后Tukey检验用于比较几个组之间的发病年龄、死亡年龄和病程。在所有情况下P（P）小于0.05的值被认为具有统计学意义。

结果

遗传学

在调查的22例纽卡斯尔病例中，有3例（患者1-3，如下所述）表现出C9ORF72型通过重复引物PCR[6]和Southern印迹法[11]13名曼彻斯特FTLD患者，已知在年有扩张C9ORF72型，已在其他地方报道[11,13]. 在所有16个扩展载体中，扩展大小从～5 kb（～450次重复）到超过23 kb（3600次重复）。无病理变异GRN公司,CHMP2B公司,迟发性脑脊髓炎,保险丝,地图单倍型和APOE公司发现了等位基因[18,19].

案例记录

三名纽卡斯尔扩张患者的病历C9ORF72型如下所示。曼彻斯特患者的临床细节已经在其他地方发布[15].

纽卡斯尔患者1

这位63岁的男性于1995年1月出现鼻塞症状和持续性头痛，随后他的性格在一夜之间发生了变化（戒断、睡眠模式改变和紧张症特征）。脑脊液研究、成像和脑电图均未发现任何明显异常。过去他有过一次小的心肌梗死（心电图证实）。临床上考虑了嗜睡性脑炎，但他对抗胆碱能药物没有反应，而且该诊断从未明确确定。在住院期间，他的病情恶化，卧床不起，大小便失禁并伴有压疮。激动用吗啡治疗。10个月后，他死于支气管肺炎。

纽卡斯尔患者2

这位73岁的女性有1年的记忆力减退史和2个月的食欲减退史。71岁时有过短暂性脑缺血发作史。在考试中，她安静、愉快、合作且方向明确。她说话不流利，接受和表达困难，轻度命名困难，韵律输出异常。她的情绪平淡，但她对幽默很敏感。舌向右侧轻微偏移，肢体张力增加。她在病房里随意走动，需要接受治疗，包括硫利达嗪、氟哌啶醇和奥芬达明。

74岁那年，她不记得自己住在哪里，对时间、地点和人都失去了方向感，并且进行了重复的对话。她的立即回忆迅速恶化至0/5，注意力不集中（3/6）。此时的心理测试分数（MTS）[21]变化范围为19.5至24（共37个）。视觉幻觉曾被记录在案。检查时，她的舌头仍略微向右倾斜。她肢体反射亢进。她在病程3年后去世，享年75岁。尸检证实支气管肺炎伴冠状动脉中度粥样斑块，右侧完全粥样斑块闭塞，左侧颈动脉部分闭塞，椎动脉起源处部分狭窄。

纽卡斯尔患者3

这位71岁的男性患有3年半的痴呆症。他以前有心肌梗死病史。在死亡之前，有20个月的愚昧行为、忽视、健忘和不稳定的历史。他变得无能为力，无法洗漱、穿衣和喂食，对妻子的压力越来越大。考试时，他衣衫褴褛，不停地咕哝，而且兴高采烈得不合时宜。他完全定位于地点、人，在时间上有点迷失方向。他兴高采烈，表现出无拘无束的行为，有轻微的记忆力不足。神经系统检查显示双侧音调和力量正常。他的步态不稳。他需要用硫利达嗪治疗夜间游荡。他表现出极度活跃和健忘。他坐不下来，把房子里的东西藏了起来。他有尿失禁。在等待CT扫描时，他迅速出现呼吸急促、双失禁和困惑。就在71岁去世前，他出现了异常呼吸和右腿有节奏的伸展运动。尸检证实为陈旧性左前外侧心肌梗死。

一般神经病理学

在Newcastle患者1中，大脑和脊髓看起来正常（脑重1426克），而在Newcastle患者2中，脑重减轻（1230克），伴有明显的顶叶萎缩和中度额、枕和颞上回萎缩（患者1和2分别为N19和N23[18]). 在所有患者中，中脑或脑干都没有明显的萎缩宏观证据。纽卡斯尔患者3（患者N24[18])，未记录实际体重，但大脑显示轻度额颞部萎缩。这三名患者的额叶、颞叶和顶叶皮质上层的神经变性程度（如明显的神经细胞丢失和皮质微血管化）均为轻度至中度。患者1没有脑炎的病理学证据，黑质细胞轻度丢失。然而，患有海马硬化症的CA1-4区神经元严重缺失，而在患者2和3中，CA1区仅显示轻度至中度神经元缺失，不能明确归因于海马硬化。所有三名患者均表现出轻度Purkinje细胞丢失和齿状核神经元轻度丢失，患者3的后一区域出现少量银阳性缠结。患者2一侧舌下核出现神经元亚全缺失，但未发现TDP‐43阳性内含物。在患者3中，皮层下白质显示出大量髓鞘苍白，延伸至中脑、小脑和上颈髓。曼彻斯特系列病例中的一般神经病理学变化已由我们在其他地方报道[15,18].

tau免疫染色仅在纽卡斯尔病例中的3例患者和9/13（70%）曼彻斯特病例中显示AT8阳性神经元（通常很少）C9ORF72型扩展。AT8阳性神经元主要位于海马（CA1和/或室下），偶尔也位于颞下回和中回的锥体细胞内。没有一例患者的Braak评分超过II，通常更低。Aβ免疫染色显示偶尔出现斑块，纽卡斯尔病例中的3例患者和曼彻斯特病例中的3/13（23%）患者再次出现斑块C9ORF72型扩展。这些通常表现为弥漫性淀粉样沉积，主要位于内侧颞叶皮质区域，并接受了A的CERAD评分。所有病例的α-synuclein和FUS免疫染色均为阴性。

时间差分‐43免疫染色

纽卡斯尔患者1和2的额叶和颞叶显示出非常稀疏的TDP‐43阳性神经突起，但没有NCI（图1 一)齿状回中仅偶有（通常只有一个）TDP‐43阳性但FUS‐阴性的NCI（图1 b; 表格1和2). FTLD-TDP的病理诊断，提示为A型[20]，归因于两者。纽卡斯尔患者3在齿状回、额叶和颞叶显示少量泛素/TDP‐43阳性的NCI，在这些区域罕见的散在神经突起；FTLD‐TDP的病理诊断提示为B型（表1和2). 在这三例患者中，任何其他脑区均未发现TDP‐43 NCI或神经突起。曼彻斯特13号C9ORF72型扩张载体均显示出强大的TDP‐43病理学，允许明确的组织学分型：8例患者为a型组织学，5例患者为B型组织学(补充表S1).

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稀疏时间差分‐43例2的病理改变，视为大脑皮层中偶发的神经突起(一)以及海马齿状回神经元中罕见的神经元细胞质内含物(b). 聚乙烯通用航空公司免疫染色显示颞叶皮层小神经元中有中度到大量的神经元胞质内含物(c（c）)，小脑颗粒细胞(d日)，神经元加利福尼亚州4个区域(e（电子）)齿状回颗粒细胞(（f）)丘脑腹外侧核的海马和神经元(克). p62蛋白的免疫染色显示小脑颗粒细胞中神经元细胞质内含物相对较少(小时)和加利福尼亚州4海马锥体细胞(我)与poly‐相比通用航空公司免疫染色（与(d）和(e（电子）)分别）。免疫过氧化物酶-苏木精。×40显微镜物镜放大倍数。

表1

三例六核苷酸重复扩增患者的临床和病理细节C9ORF72型

病人性别临床诊断病理诊断家族史Onse t（年）持续时间（月）脑重（g）
1M（M）嗜睡性脑炎FTLD‐技术开发计划
可能为A型		纳63101426
2F类血管性痴呆/非典型AD* FTLD‐技术开发计划
可能是A型		姐姐中风了，构音障碍72361230
三M（M）血管性痴呆* FTLD‐TDP类型B纳6836纳

*通过回顾这些患者的相关临床病史，获得了盲法回顾性临床印象。

FTLD，额颞叶变性；阿尔茨海默病；na，不可用。

表2

多聚物在大脑中的相对分布通用航空公司免疫阳性神经元胞质内含物（二肽重复蛋白，DPR（DPR）)、和时间差分‐43例免疫阳性神经元胞质内含物和/或三例中的神经突起N个ewcastle额颞叶变性病例(FTLD公司)携带己核苷酸扩增C9ORF72型基因和分数范围DPR（DPR）和时间差分‐13中的43种病理学M（M）与之比较的anchester案例

大脑区域纽卡斯尔案例1纽卡斯尔案例2纽卡斯尔案例3曼彻斯特案件
DPR（DPR）时间差分DPR（DPR）时间差分DPR（DPR）时间差分DPR（DPR）时间差分
额叶皮层三0.510.520.52–41–3
颞皮质三0.520.5212–41–3
扣带回皮层20.510.520.52–41–3
岛叶皮层三010202–40
内鼻皮层2020002–40
梭状回2020102–40
顶叶皮层2010202–40
枕皮质1020102–40
海马齿状回20.520.520.52–41–3
海马CA4区20三0202–40
海马CA3区2020102–30
海马CA2区0.5010101–20
蒲公英0.5000纳纳0–10
塔拉穆斯10纳纳纳纳1–30
小脑颗粒细胞40三0403–40
浦肯野细胞00000.500–10
齿状核0.5000000–10

na，组织不可用。

DPR（DPR）免疫染色

所有16例均有扩张C9ORF72型显示DPR病理学方面的定性相似变化，尽管这种变化的程度因病例和脑区而异。如图所示1（和表2)关于纽卡斯尔的三个病例，尽管在曼彻斯特队列中也出现了类似的变化，并且这些变化已经在其他地方进行了描述和介绍（参见补充图S1和[11,13]).

对于所有三例纽卡斯尔病例，用多聚谷氨酸抗体对DPR进行免疫染色的大脑皮层切片显示，在第II层和第IV层中主要是小中间神经元的细胞质内有小簇免疫染色颗粒，尤其是（图1 c（c）). 不太常见的是，锥体神经元内的NCI更具针状或星形外观，大多位于第V层和第VI层。区域上，这些NCI广泛分布于所有新皮质区域，尽管似乎在额叶、扣带回、岛叶和颞叶皮质内比在内嗅皮层内更常见，顶叶和枕叶皮层（表2).

用多聚谷氨酸抗体对小脑皮质DPR进行免疫染色的切片显示，颗粒细胞内有小的圆形或燕麦状NCI，但偶尔也有较大、更圆和实心的NCI（如参考文献所述[8])被看到（图1 d日). 少数薄而短的神经炎轮廓（DN），偶有神经元核内包涵体（NII）。这在患者1和3中非常常见，但在患者2中略为少见（表2). 类似的、颗粒更大的NCI通常出现在篮状细胞中，但在高尔基神经元或Bergmann胶质细胞中未发现。偶尔Purkinje细胞含有细小、针状或颗粒状的p62免疫反应结构，但在齿状核的神经元中没有发现。

在海马体中，齿状回颗粒细胞中存在圆形或颗粒状p62免疫反应阳性NCI（图1 e（电子）)和NCI常见于海马CA4和CA3区的锥体细胞，这些锥体细胞具有针状或星形外观（如参考文献所述[7])（图1 （f）)但在CA2中不常见，而在CA1和副室中不存在。

一般来说，DPR在基底节区内是稀疏的。仅在病例1中，它们偶尔在壳核的小神经元和腹外侧核的大神经元中表现为针状NCI（图1 克，表2)但在黑质细胞、蓝斑细胞、Meynert基底核、中缝背核、基底脑桥、下橄榄、III、IV、V、X或XII颅神经运动核或脊髓前角细胞中未见。

p62免疫染色

在所有被调查的大脑区域中，DPR免疫反应性NCI也对p62免疫反应，尽管p62阳性内含物的频率通常低于DPR免疫染色所见的频率（图1 h、 我). 其他FTLD病例（16例FTLD‐TDP患者）中未发现p62/DPR病理学改变，且未出现扩增的核苷酸重复序列。

三者的比较N个ewcastle和13M（M）安切斯特案件

表中显示了三名纽卡斯尔患者的TDP‐43和DPR得分以及13名曼彻斯特患者的得分范围2曼彻斯特患者TDP‐43病理学得分和DPR病理学区域总分见补充表S2.

对三例早期终止疾病的纽卡斯尔病例和13例已确诊为终末期疾病的曼彻斯特病例进行DPR和TDP‐43病理学程度的比较。然而，由于纽卡斯尔病例的病程较短（最长为3年）（平均病程2.3±1.3年），因此还将这些病例与5例病程小于4年的曼彻斯特病例进行了进一步比较（平均病期2.4±1.3年0.9年），其他8例曼彻斯特病例病程超过5年（平均病程8.6±4.4年）(方差分析测试，F类 2,13 = 7.30,P（P） = 三组间疾病持续时间的比较为0.007），与三例纽卡斯尔病例和五例短持续曼彻斯特病例相比，八例较长持续时间曼彻斯特患者的平均持续时间显著延长（通过Tukey检验）(P（P） = 0.034和P（P） = 分别为0.014），而这两者又没有区别(P（P） = 0.998). 三例纽卡斯尔病例和短病程和长病程曼彻斯特病例的平均发病年龄和死亡年龄没有差异(F类 2,13 = 2.4,P（P） = 0.130和F类 2,13 = 0.28,P（P） = 分别为0.758）（表三).

表3

平均值±标准偏差三人的发病年龄、死亡年龄和病程N个带扩展的ewcastle案例C9ORF72型和13M（M）anchester病例，总体分为病程较短（病例23-27）和较长（病例28-35）的患者

组发病年龄（岁）死亡年龄（年）病程（年）
纽卡斯尔案例1-367.7 ± 4.570.0 ± 5.62.3 ± 1.3
曼彻斯特案例23–2764.2 ± 8.166.6 ± 8.92.4 ± 0.9
曼彻斯特案例28–3558.5 ± 6.467.1 ± 4.98.6 ± 4.4
曼彻斯特案例23–3560.7 ± 7.466.9 ± 6.46.2 ± 4.6

与所有13例曼彻斯特患者的齿状回评分相比，三例纽卡斯尔患者的TDP‐43病理改变的严重程度显著降低(P（P） = 0.018），颞皮质(P（P） = 0.013）和额叶皮层(P（P） = 0.007). 比较三个纽卡斯尔病例、五个曼彻斯特短病程病例和八个曼彻斯特长病程病例的得分（通过Kruskal–Wallis检验），也显示出齿状回组间的显著差异（χ2 = 5.7,P（P） = 0.050），颞皮质（χ2 = 6.1,P（P） = 0.046）和额叶皮层（χ2 = 7.7,P（P） = 0.021).事后（Mann–Whitney）测试显示，三例纽卡斯尔患者和五例持续时间较短的曼彻斯特患者齿状回的TDP‐43病理评分存在显著差异(P（P） = 0.035），颞皮质(P（P） = 0.034）和额叶皮层(P（P） = 0.034），以及三例纽卡斯尔病例和八例持续时间较长的曼彻斯特病例之间的齿状回(P（P） = 0.022），颞皮质(P（P） = 0.022）和额叶皮层(P（P） = 0.007). 然而，在5例短病程曼彻斯特病例和8例长病程曼歇斯特病例之间，任何区域的TDP-43病理评分均无显著差异。

然而，比较三名纽卡斯尔患者和所有13名曼彻斯特患者的大脑皮层DPR病理评分，发现DPR病理严重程度没有显著差异(P（P） = 0.191），内侧颞骨(P（P） = 0176）或小脑(P（P） = 0.635）分。比较三个纽卡斯尔病例、五个曼彻斯特短病程病例和八个曼彻斯特长病程病例的DPR得分（通过Kruskal–Wallis检验），也表明三组之间的皮层得分没有显著差异（χ2 = 2.7,P（P） = 0.258），内侧颞（χ2 = 3.1,P（P） = 0.212）或小脑（χ2 = 4.35,P（P） = 0.113）分。

讨论

在本研究中，我们从纽卡斯尔FTLD队列中检测到三名患者，其中22名患者患有FTLD，并且证实在C9ORF72型他们在疾病过程的早期病理阶段因偶发疾病而过早死亡。虽然他们的临床特征是从临床记录中回顾性地确定的，因此应该谨慎对待，但他们确实表现出相当迅速的认知能力下降。其中两名患者（2号和3号患者）明显被视为迟发性FTLD[19]患者1病情迅速恶化，病程10个月后死亡，没有进行广泛的临床或神经心理学随访，尽管临床观察给人留下了FTLD的印象。患者2有运动症状，但存在MND的任何特征[22]无论是临床上还是病理上，都没有得到可靠的证实。她病了3年后去世。她还患有进行性失语症和精神病。精神病在FTLD中通常很少见，但最近被强调为FTLD患者的一个特征性特征C9ORF72型突变[15]尤其是与MND相关的患者[23].

将这三名患者的DPR和TDP‐43病理改变程度与病理学更成熟的FTLD患者的情况进行比较C9ORF72型晚期疾病导致扩张死亡[13,14]. 所有三例患者的p62和poly‐GA免疫阳性NCI特征性丰富，广泛分布于大脑皮层、小脑和海马，其分布在地形和数量上与既定病例相似。然而，在两例患者（患者1和患者2）中，海马齿状回内仅有罕见的TDP‐43阳性NCI，以及极为罕见的TDP-43免疫阳性病理改变，大多为额叶和颞叶皮质内仅有罕见或无NCI的短突起。这两例患者被诊断为FTLD‐TDP，提示为A型[20]另一例患者（患者3）海马和皮层中含有更丰富的TDP‐43免疫阳性NCI，符合FTLD‐TDP B型[20]所有三名患者的TDP‐43病理程度（以及皮层神经元丢失和微空泡化所证明的神经退行性变）远低于已确定的晚期FTLD患者的一般情况C9ORF72型膨胀[15]支持这样的观点，即这些特殊病例在死亡时确实处于疾病的早期阶段。

当比较TDP‐43病理学评分时，可以看出三例纽卡斯尔病例的TDP-43病理改变的严重程度明显低于曼彻斯特病例，即使这些病例进行分层以使病程长度与纽卡斯尔患者相匹配。另一方面，即使考虑到疾病持续时间的分层，纽卡斯尔病例的DPR病变程度与曼彻斯特系列病例相似。因此，TDP‐43和DPR病理变化的半定量比较证实了三例纽卡斯尔病例确实在疾病的早期病理阶段死亡的微观印象，至少就TDP-43病理而言，尽管其中两名患者的病程与曼彻斯特系列中的一些患者相似，病程较短，但尚未发展出同等水平的TDP‐43病理学。相反，这三个病例的DPR变化程度与曼彻斯特病例相似，在曼彻斯特病例中，即使在疾病持续时间相同的患者中，TDP‐43病理学也得到了更有力的证实。

因此，这三名患者，尤其是患者1和2，特别值得关注，因为大脑皮层、海马和小脑中有丰富的DPR病理学，TDP‐43病理学通常很少，只有罕见的NCI和少量神经突起。这样的观察让人想起最近的一份报告[24]其中一个家庭在C9ORF72型并说明智力残疾是早期痴呆的一个先兆特征。在这一家系中，先证者表现出精神病特征，进展为典型的FTD，尸检时表现出广泛的DPR，但仅有轻微的TDP病理学改变。事实上，后者是如此稀少，以至于最初被忽视了。在她26岁时去世的智障儿子身上C9ORF72型仅发现DPR聚集体，TDP‐43无任何变化。总之，这些发现表明DPR聚集体在脑内的沉积在扩张的患者中C9ORF72型可能先于TDP‐43病理学。

这些观察最直接、最符合逻辑的结论是，在FTLD的发病机制中，许多脑区DPR的形成可能是一个早期/最早的事件，与扩张相关C9ORF72型在某种程度上，这导致或倾向于TDP‐43蛋白病的后续发展。然而，发生这种情况的机制仍不清楚。事实上，有充分的理由认为这两种病理学之间实际上没有直接联系。首先，对接受扩张治疗的患者的研究C9ORF72型已建立的DPR和TDP‐43病理学表明，这两种聚集蛋白基本上包含在不同的神经元群中[7,8,9,10,11,12,13,14]只有偶尔的共同定位[14]事实上，在极少数情况下，TDP‐43会在原有DPR上二次沉积[14]第二，尽管有报道称，在一些小脑萎缩的病例中C9ORF72型扩张[25,26]该区域p62/DPR组织学改变在临床上表现为无症状，至少在使用常规小脑功能评估时是如此。尽管目前的观察结果表明，在疾病的早期阶段，小脑内DPR病理表现比大脑皮层或海马重。第三，除小脑外，许多易患DPR病理的脑区从未出现TDP‐43病理，如顶叶和枕叶皮层、海马CA2/3/4神经元和丘脑腹外侧核细胞[11]第四，我们注意到FTLD‐TDP A型和B型患者在组织学上没有差异C9ORF72型除了前者中存在p62/DPR[11]最后，出现了几个FTLD案例，其中C9ORF72型被视为与地图[27,28]或GRN公司 [28]突变表明这不太可能是纯粹的偶然，在这种情况下，伴随着DPR病理学出现的是典型的tauopathy或FTLD-TDP A型组织学突变。

总的来说，这些观察结果表明，尽管DPR的积累是脑血管扩张的病理特征C9ORF72型并且确实可以作为其存在的组织标记，没有充分证据表明DPR具有致病性体内尽管如此C9ORF72型可能充当“守门人”，以迄今尚未发现的机械方式“削弱”大脑，从而允许或促进“散发性”疾病的发展，或促进与TDP‐43相关的其他遗传形式的FTLD[28]甚至是陶[27,28]、病理学有待发展。在这种情况下，无需将与扩张相关的DPR变化与导致TDP‐43病理学的变化直接联系起来。DPR病理学代表一种无害的旁观者，虽然具有诊断重要性，但在病理学上仍是良性的。

作者贡献

David Mann和Atik Baborie提供了研究设计，进行了所有显微镜评估、数据分析并撰写了论文。

Atik Baborie、Timothy Griffiths、Evelyn Jaros、Robert Perry、Ian McKeith和David Burn提供了纽卡斯尔病例的临床数据和神经病理学特征。

伊冯·戴维森（Yvonne Davidson）和安德鲁·罗宾逊（Andrew Robinson）准备切片进行染色，并进行免疫组化。

安德鲁·罗宾逊（Andrew Robinson）帮助提供了统计建议和数据分析。

萨拉·罗林森和斯图亚特·皮克林·布朗进行了遗传分析。

Masami Masuda‐铃木和Masato Hasegawa制备并表征DPR抗体。

支持信息

图S1。 二肽重复蛋白（poly‐GA）在已确定的FTLD患者中的脑地形分布与C9ORF72型所示区域为额叶皮层II层(一)，额叶皮层第V层(b)，齿状回(c（c）)和面积CA4(d日)海马、丘脑腹外侧核(e（电子）)，颗粒细胞(（f）)和浦肯野细胞(克)小脑齿状核(小时)和壳核(我). 免疫过氧化物酶-苏木精×40显微镜放大。

表S1。 22名纽卡斯尔和13名曼彻斯特FTLD患者的精选病例详情。

表S2。 扩张患者的TDP‐43和复合DPR评分C9ORF72型.

确认

E.Jaros博士得到了英国NIHR老龄化和年龄相关疾病生物医学研究中心授予纽卡斯尔泰恩医院NHS基金会信托的支持。D.M.A.M.和S.P.‐B。还从MRC和Wellcome Trust获得了部分资助。本研究的组织部分由纽卡斯尔脑组织资源（NBTR）提供，该资源部分由英国医学研究委员会（G0400074，G1100540）的拨款资助，纽卡斯尔国立卫生研究院老龄化和年龄相关疾病生物医学研究中心奖授予泰恩河畔纽卡斯尔医院NHS基金会信托基金，由英国阿尔茨海默病协会和阿尔茨海默氏病研究所资助，作为痴呆症大脑研究项目的一部分。其他组织由曼彻斯特大脑银行提供，该银行也得到了英国阿尔茨海默病协会和阿尔茨海默氏病研究所的资助，作为痴呆症大脑研究项目的一部分。

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