前頭側頭型認知症と双極性障害の行動変異の研究: 神経イメージングとエピジェネティクスの統合アプローチ (DISBAND)

包含基準および除外基準に従って、参加者が募集され、次の 3 つのグループに細分化されます。

• bvFTD患者を少なくとも2年間前向きに追跡。 これらには、C9orf72 遺伝子における G4C2 拡張の bvFTD 保因者が含まれます (このような拡張は精神病の発症と広く関連しているため、2 つの疾患の最良のモデルです)。
• 2017年1月以降、ミラノポリクリニックの精神科手術室で追跡調査が行われた多重罹患家族コホート（MAF）の一員であり、神経変性疾患の家族歴があるBD患者を対象とした。
• 認知症や精神疾患の存在を除外する神経認知検査をベースラインで受けた健康な被験者。

研究者は参加者の血液サンプルを収集し、処理して分析します。 より具体的には、ExoQuick 沈殿溶液 (SBI) によって 500 マイクロリットルの血漿から総エキソソームが分離されます。 NDE の分離と精製は、ビオチン化抗ヒト CD171 (L1CAM) 抗体 (クローン 5G3、Ebiosciences) を使用した ExoFlow 精製キットによって実行されます。 NDE に含まれる全 RNA は、Total Exosome RNA and Protein Isolation Kit によって抽出され、TaqMan OpenArray Human Advanced MicroRNA Pannel (Thermo Fisher Scientific) によって miRNA 発現解析が行われます。 lncRNA の発現解析は、LincFinder アレイおよび炎症および自己免疫アレイ (Qiagen) によって行われます。

参加者は神経画像セッションも受けます。このセッションでは、神経放射線学ユニットで利用可能な 3T MRI スキャナーを使用して構造 MRI および 1H-MRS セッションが実行されます。 1H-MRS は、特定の脳領域における神経化学的変化を高感度かつ信頼性の高い評価で提供します。 取得ボクセルは、背側および腹側前頭前野 (DLPFC/VLPFC)、扁桃体、および海馬に配置されます。 最後に、Biograph Truepoint 64 PET/TC スキャナーを使用して FDG-PET スキャンが実行されます。 T1 強調画像と FDG-PET 画像を使用して、グループ間の脳の形態学的/代謝の違いを調査します。 灰白質と白質の体積は局所的に推定され、ボクセルベースの形態計測を使用してグループ間で比較されます。 自動解剖学的ラベリング (AAL) アトラスを参照として使用し、やはり DLPFC/VLPFC、扁桃体、海馬に焦点を当て、並行して関心領域比較 (ROI) を実行し、領域ボリュームを推定します。 最後に、Freesurfer ソフトウェアに基づく追加の領域分析により、研究者は、Desikan-Killiany アトラス領域の皮質の厚さ、皮質表面積、および皮質の回状化を推定することができます。 すべての MRI および PET 解析は、統計パラメトリック マッピング (SPM) と呼ばれる MATLAB の特定のソフトウェア実装を使用して、一般的な線形モデルのコンテキストで実行されます。

最後に、神経画像データと ncRNA 発現プロファイルが ML 解析の予測因子として使用されます。 サンプル サイズが小さいため、最初は線形モデル (サポート ベクター マシンなど) が使用されます。 その後、モデルの予測力を向上させるために、研究者らはランダム フォレストと呼ばれる ML 手法、より汎用性が高く強力な分類アルゴリズム、および XGBoost (eXtreme Gradient Boosting) アルゴリズムを適用します。 学習プロセスの過剰適合を回避するために、モデルのハイパーパラメーターの「グリッド」検索が実行されます。 結果を検証するために 5 分割相互検証が使用され、トレーニングとテストの間で 80% ～ 20% が分割されます。