Spatial organization of AQP4 water channel expression in the human brain.

چکیده اصلی

Aquaporin-4 (AQP4) water channels support the glymphatic system, a brain-wide pathway that clears cerebral waste products. Here, we use AQP4 gene expression to reconstruct a whole-brain glymphatic-related topography and link it to vascular physiology, glioma, and vulnerability to neurodegenerative diseases. We find that AQP4 expression is highly organized across the brain, peaking in subcortical, ventral, and periventricular territories, consistent with a clearance axis near cerebrospinal fluid reservoirs and perivascular interfaces. Linking AQP4 expression to vascular organization, AQP4-enriched regions show lower normative blood perfusion, but lie close to areas commonly affected by cerebral small vessel disease. Turning to neurodegeneration, we find that atrophy patterns colocalize with AQP4 expression, most strongly for tau and TDP-43 proteinopathies, and high-atrophy regions lie close to AQP4 hotspots in anatomical and structural connectome space. Normative positron emission tomography markers of neuroinflammation strengthen the spatial alignment between AQP4 expression and disease atrophy. Last, we show that glioma is most frequent in AQP4-enriched regions. Collectively, this work highlights how AQP4 expression relates to brain physiology and vulnerability.

ترجمه فارسی چکیده

کانال‌های آب آکوپورین-۴ (AQP4) از سیستم گلیمفاتی که مسیر وسیعی برای دفع محصولات زائد مغزی فراهم می‌کند، پشتیبانی می‌کنند. در این مطالعه، با استفاده از بیان ژن AQP4، توپوگرافی مرتبط با گلیمفاتی کل مغز بازسازی شده و به فیزیولوژی عروقی، گلیوم و آسیب‌پذیری به بیماری‌های نورودژنراتیو پیوند خورده است. یافته‌ها نشان می‌دهد که بیان AQP4 در سراسر مغز به‌طور سازمان‌یافته است و در مناطق زیرکورال، ventral و periventricular (نزدیک مخزن مایع مغزی-نخاعی) اوج می‌گیرد. مناطق غنی از AQP4 نشان‌دهنده خون‌رسانی پایه‌ای کمتر هستند اما نزدیک مناطقی هستند که اغلب در بیماری‌های عروقی کوچک مغز درگیر می‌شوند. الگوهای آتروفی با بیان AQP4 هم‌موقعیت دارند و برای پاتولوژی‌های پروتئینی تائو و TDP-43 قوی‌تر است. همچنین گلیوم بیشتر در مناطق غنی از AQP4 دیده می‌شود.

متن کامل اصلی