JNNP：C9orf72相关的额颞叶痴呆和肌萎缩侧索硬化症发病前和血浆microRNA特征

额颞叶性痴呆（FTD）是指中老年患者缓慢出现人格改变、言语障碍及行为异常的痴呆综合征。神经影像学显示额颞叶萎缩。本病是神经变性痴呆较常见的病因，约占全部痴呆病人的1/4。约1/4的额颞叶痴呆病人存在Pick小体，可诊断为Pick病。额颞叶痴呆实际上包含Pick病及临床表现类似的Pick综合征，发病高峰为60岁，女性较多。肌萎缩侧索硬化（ALS）也叫运动神经元病（MND），后一名称英国常用，法国又叫夏科（Charcot）病，而美国也称卢伽雷（Lou Gehrig）病。它是上运动神经元和下运动神经元损伤之后，导致包括球部（所谓球部，就是指的是延髓支配的这部分肌肉）、四肢、躯干、胸部腹部的肌肉逐渐无力和萎缩。

FTD和ALS这两种疾病可能在同一个患者（FTD-ALS）身上或家庭遗传相关。它们有共同的病理生理机制和遗传原因。家族性FTD和ALS最常见的遗传原因是9号染色体C9orf72）基因中的一个六核苷酸（GGGGCC）重复扩增。这种常染色体显性突变可能通过C9orf72功能丧失导致神经退行性变，突变体RNA在细胞核中的聚集，最终导致TDP-43的病理包涵体。到目前为止，还没有有效的治疗C9orf72疾病的方法，识别FTD和ALS临床前进展的生物标志物至关重要，它可以用来在任何不可逆的脑损伤发生之前启动和监测潜在的疾病治疗。

体液中microRNA（miRNA）的表达，如血浆/血清或脑脊液（CSF）与许多神经退行性疾病的诊断和进展有关。由于TDP-43促进miRNA的生物生成，与FTD和ALS发病相关的TDP-43活性失调可能影响miRNA的表达水平。值得注意的是，由于神经元和胶质细胞的miRNAs通过细胞外囊泡，尤其是胞外小体释放，并且可以在不同的体液中测得，包括脑脊液和血浆。因此，miRNAs的异常表达可以在非侵入性地检测到，并可作为生物标记物。本研究旨在研究C9orf72突变携带者血浆miRNAs的表达水平，包括症状前阶段和临床阶段，以确定C9orf72相关FTD和ALS临床前和临床进展的潜在非侵入性生物标志物。 

在法国四所大学医院（巴黎、利摩日、里尔和鲁昂）对111名受试者进行了相同方案的调查。 所有参与者均获得了21份书面知情同意书。该队列包括64个家庭中22个携带C9orf72基因扩增的患者（15个FTD，4个FTD/ALS和3个ALS）和89个C9orf72患者的无症状一级亲属（他们有50%的风险携带突变）。其中46例出现致病性扩张，称为“症状前组”。对照组由43名无症状且无扩张的个体组成。从2017年到2020年，对参与者进行临床随访。45名C9orf72症状前携带者中有4人在这段时间内出现了细微的额叶认知和/或行为改变和/或运动体征/症状，但没有符合FTD或ALS的诊断标准，这表明他们在纳入研究的那一刻或之后正处于过渡的“前症状”阶段。miRNASY血清/血浆试剂盒（Qiagen）按照制造商的说明进行MiRNA提取。对Illumina NovaSeq 6000进行了三个独立批次的MiRNA测序。设计了一个实验来评估症状前携带者临床转化为FTD/ALS的预测性能。logistic回归分类器与对照组和患者的差异表达miRNAs的表达水平相匹配。使用常规的5倍交叉验证来确定最优超参数（L2正则化系数）。随后，用四个已知的症状前携带者（他们正处于向临床疾病的过渡阶段）的表达水平来测试该模型。每个受试者的得分从0到1，表明与对照组（得分接近0）或患者（得分接近1）的表达水平接近。

4个miRNAs在健康对照组和患者之间被计算为差异表达：miR-34a-5p和miR-345-5p过度表达，而miR-200c-3p和miR-10a-3p在症状突变携带者中低表达。有趣的是，与健康对照组相比，miR-34a-5p在症状前突变携带者中也显著过表达，这表明miR-34a-5p的表达与C9orf72突变状态有关。对照组和C9orf72扩增载体（症状前和症状性）之间miR-34a-5p表达水平有明显差异。此外，其他三个鉴定的miRNAs在不同的病理学阶段区分了突变携带者：miR-345-5p在患者中的表达增加，而miR-200c-3p和miR-10a-3p的表达降低。利用四种差异表达的miRNAs（miR-34a-5p、miR-345-5p、miR-200c-3p和miR-10a-3p）的表达水平作为特征，建立logistic回归模型。健康对照组和症状前突变携带者分类的ROC AUC为0.90（90%CI为0.83-0.95），对照组和患者为0.90（90%CI为0.82-0.97），区分症状前携带者和患者的ROC AUC为0.80（90%CI为0.67-0.90）。通过训练logistic回归分类器来评估预测FTD/ALS疾病过渡期的性能，该分类器使用患者和对照组的表达水平，并用症状前个体的表达水平进行测试。4名受试者在过渡期的概率得分均在0.50以上，与患者的相似性更强：0.54、0.75、0.80和0.82。

本研究旨在通过分析大量健康对照、症状前和症状性C9orf72携带者的血浆miRNAs表达水平，来识别流体生物标志物。我们发现4种miR-34a-5p、miR-345-5p、miR-200c-3p和miR-10a-3p在不同临床条件下有差异表达。与健康对照组相比，突变携带者miR-34a-5p的表达显著增高，这表明在C9orf72突变的病例中miR-34a-5p的表达被解除调控。目前的研究表明，与健康对照组、症状前和症状性C9orf72突变携带者相比，血浆中miRNA表达水平存在显著差异。特别强调了血浆中miR-34a-5p、miR-345-5p、miR-200c-3p和miR-10a-3p表达水平作为C9orf72相关FTD和ALS临床前进展的生物标志物的潜力。研究结果鼓励使用血浆miRNAs，与其他标记物结合，以改善神经退行性疾病的临床试验设计。