Various anatomical MRI imaging biomarkers for Alzheimer's Disease (AD) identification have been recognized so far. Cortical and subcortical volume, hippocampal, amygdala volume, and genetics patterns have been utilized successfully to diagnose AD patients from healthy. These fundamental sMRI bio-measures have been utilized frequently and independently. The entire possibility of anatomical MRI imaging measures for AD diagnosis might thus still to analyze fully. Thus, in this paper, we merge different structural MRI imaging biomarkers to intensify diagnostic classification and analysis of Alzheimer's. For 54 clinically pronounce Alzheimer's patients, 58 cognitively healthy controls, and 99 Mild Cognitive Impairment (MCI); we calculated 1. Cortical and subcortical features, 2. The hippocampal subfield, amygdala nuclei volume using Freesurfer (6.0.0) and 3. Genetics (APoE ε4) biomarkers were obtained from the ADNI database. These three measures were first applied separately and then combined to predict the AD. After feature combination, we utilize the sequential feature selection [SFS (wrapper)] method to select the top-ranked features vectors and feed them into the Multi-Kernel SVM for classification. This diagnostic classification algorithm yields 94.33% of accuracy, 95.40% of sensitivity, 96.50% of specificity with 94.30% of AUC for AD/HC; for AD/MCI propose method obtained 85.58% of accuracy, 95.73% of sensitivity, and 87.30% of specificity along with 91.48% of AUC. Similarly, for HC/MCI, we obtained 89.77% of accuracy, 96.15% of sensitivity, and 87.35% of specificity with 92.55% of AUC. We also presented the performance comparison of the proposed method with KNN classifiers.
The altered amino acid (AA) levels as neurotransmitter closely correlate to neurodegenerative conditions including Alzheimer's disease (AD). Target profiling analysis of nineteen AAs in brain cortex samples from three Tg2576 mice as AD model and three littermate mice as control model was achieved as their N(O,S)-ethoxycarbonyl/tert-butyldimethylsilyl derivatives by gas chromatography. Subsequently, star pattern recognition analysis was performed on the brain AA levels of AD mice after normalization to the corresponding control median values. As compared to control mice, $\gamma$-aminobutyric acid among ten AAs found in brain samples was significantly reduced (P < 0.01) while leucine was significantly elevated (P < 0.02) in AD mice. The normalized AA levels of the three AD mice were transformed into distorted star patterns which was different from the decagonal shape of control median. The present method allowed visual discrimination of the three AD mice from the controls based on the ten normalized AA levels.
인삼, 목과 혼합추출액이 ${\beta}A$로 유도된 AD 병태 모델에 미치는 영향을 관찰한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 인삼, 목과 혼합추출액은 AD 병변 뇌조직의 허혈(虛血) 상태를 유의성 있게 개선하였고 허혈(虛血)로 인한 뇌조직 손상을 억제하였다. 2. 인삼, 목과 혼합추출액은 AD 병변 뇌조직의 면역조직화학 염색법으로 Tau 단백질, GFAP 단백질, presenilin 1/presenilin 2 단백질의 발현 억제를 확인하였다. 이상의 결과로 미루어 보아 인삼, 목과 추출액은 AD의 예방과 치료에 사용될 수 있을 것으로 판단되며 정확한 기전에 대한 연구와 AD 치료에 있어서 인삼, 목과 혼합추출액의 임상적 활용에 대한 연구가 향후 지속적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.
The amyloid ${\beta}$-peptide ($A{\beta}$), which originates from the proteolytic cleavage of amyloid precursor protein (APP), plays a central role in the pathogenesis of Alzheimer's disease (AD). Mounting evidence indicates that different species of $A{\beta}$, such as $A{\beta}$ oligomers and fibrils, may contribute to AD pathogenesis via distinct mechanisms at different stages of the disease. Importantly, elevation and accumulation of soluble $A{\beta}$ oligomers closely correlate with cognitive decline and/or disease progression in animal models of AD. In agreement with these studies, oligomers of $A{\beta}$ have been shown to directly affect synaptic plasticity, a neuronal process that is known to be essential for memory formation. Our previous studies showed that $A{\beta}$ induces the breakdown of phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PI(4,5)P2), a phospholipid that regulates key aspects of neuronal function. PI(4,5)P2 breakdown was found to be a key step toward synaptic and memory dysfunction in a mouse model of AD. To this end, we seek to identify small molecules that could elevate the levels of PI(4,5)P2 and subsequently block $A{\beta}$ oligomer-induced breakdown of PI(4,5)P2 and synaptic dysfunction.. We found that (20S)Rg3, an active triterpene glycoside from heat-processed ginseng, serves as an agonist for phosphatidylinositol 4-kinase IIalpha (PI4KIIalpha), which is a lipid kinase that mediates a rate-limiting step in PI(4,5)P2 synthesis. Consequently, (20S)Rg3 stimulates PI(4,5)P2 synthesis by directly stimulating the activity of PI4KIIalpha. Interestingly, treatment of a mouse model of AD with (20S)Rg3 leads to reversal of memory deficits. Our data suggest that the PI(4,5)P2-promoting effects of (20S)Rg3 may help mitigate the cognitive symptoms associated with AD.
Several lines of evidence have revealed that phosphorylation of amyloid precursor protein (APP) at Thr668 is involved in the pathogenesis of Alzheimer's disease (AD). Okadaic acid (OA), a protein phosphatase-2A inhibitor, has been used in AD research models to increase tau phosphorylation and induce neuronal death. We previously showed that OA increased levels of APP and induced accumulation of APP in axonal swellings. In this study, we found that in OA-treated neurons, phosphorylation of APP at Thr668 increased and accumulated in axonal swellings by c-jun N-terminal kinase (JNK), and not by Cdk5 or ERK/MAPK. These results suggest that JNK may be one of therapeutic targets for the treatment of AD.
Enoch A. Frimpong;Zhiguang Qin;Regina E. Turkson;Bernard M. Cobbinah;Edward Y. Baagyere;Edwin K. Tenagyei
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제17권11호
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pp.2924-2944
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2023
Alzheimer's disease (AD) is a neurological condition that is recognized as one of the primary causes of memory loss. AD currently has no cure. Therefore, the need to develop an efficient model with high precision for timely detection of the disease is very essential. When AD is detected early, treatment would be most likely successful. The most often utilized indicators for AD identification are the Mini-mental state examination (MMSE), and the clinical dementia. However, the use of these indicators as ground truth marking could be imprecise for AD detection. Researchers have proposed several computer-aided frameworks and lately, the supervised model is mostly used. In this study, we propose a novel 3D Convolutional Neural Network Multilayer Perceptron (3D CNN-MLP) based model for AD classification. The model uses Attention Mechanism to automatically extract relevant features from Magnetic Resonance Images (MRI) to generate probability maps which serves as input for the MLP classifier. Three MRI scan categories were considered, thus AD dementia patients, Mild Cognitive Impairment patients (MCI), and Normal Control (NC) or healthy patients. The performance of the model is assessed by comparing basic CNN, VGG16, DenseNet models, and other state of the art works. The models were adjusted to fit the 3D images before the comparison was done. Our model exhibited excellent classification performance, with an accuracy of 91.27% for AD and NC, 80.85% for MCI and NC, and 87.34% for AD and MCI.
Mutations in leucine-rich repeat kinase 2 (LRRK2) are the most common cause of familial Parkinson's disease (PD). As such, functions and dysfunctions of LRRK2 in PD have been the subject of extensive investigation. In addition to PD, increasing evidence is suggesting that LRRK2 is associated with a wide range of diseases. Genome-wide association studies have implicated LRRK2 in Crohn's disease (CD) and leprosy, and the carriers with pathogenic mutations of LRRK2 show increased risk to develop particular types of cancer. LRRK2 mutations are rarely found in Alzheimer's disease (AD), but LRRK2 might play a part in tauopathies. The association of LRRK2 with the pathogenesis of apparently unrelated diseases remains enigmatic, but it might be related to the yet unknown diverse functions of LRRK2. Here, we reviewed current knowledge on the link between LRRK2 and several diseases, including PD, AD, CD, leprosy, and cancer, and discussed the possibility of targeting LRRK2 in such diseases. [BMB Reports 2015; 48(5): 243-248]
BACKGROUND/OBJECTIVES: Inonotus obliquus has been used as antidiabetic herb around the world, especially in the Russian and Scandinavian countries. Diabetes is widely believed to be a key factor in Alzheimer's disease (AD), which is widely considered to be type III diabetes. To investigate whether I. obliquus can also ameliorate AD, it would be interesting to identify new clues for AD treatment. We tested the anti-AD effects of raw Inonotus obliquus polysaccharide (IOP) in a mouse model of AD (3×Tg-AD transgenic mice). MATERIALS/METHODS: SPF-grade 3×Tg-AD mice were randomly divided into three groups (Control, Metformin, and raw IOP groups, n = 5 per group). β-Amyloid deposition in the brain was analyzed using immunohistochemistry for AD characterization. Gene and protein expression of pertinent factors of the ubiquitin-proteasome system (UPS) was determined using real-time quantitative polymerase chain reaction and Western blotting. RESULTS: Raw IOP significantly reduced the accumulation of amyloid aggregates and facilitated UPS activity, resulting in a significant reduction in AD-related symptoms in an AD mouse model. The presence of raw IOP significantly enhanced the expression of ubiquitin, E1, and Parkin (E3) at both the mRNA and protein levels in the mouse hippocampus. The mRNA level of ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase isozyme L1, a key factor involved in UPS activation, also increased by approximately 50%. CONCLUSIONS: Raw IOP could contribute to AD amelioration via the UPS pathway, which could be considered as a new potential strategy for AD treatment, although we could not exclude other mechanisms involved in counteracting AD processing.
Background: Prevalence of depression comorbid with neurologic disorders such as Alzheimer' disease (AD), Parkinson's disease (PD) and vascular dementia (VD) is higher than that of primary depression. Antidepressant medications, suggested by many researches for depression comorbid with neurologic disorders such as AD, PD and VD, are mainly selective serotonin reuptake inhibitors (SSRI). Objective: The primary objective of this study is the evaluation of antidepressant drug therapy for AD, PD and VD. Method: This study was a retrospective study based on medical records, carried out for 3 years and 6 months (Jan. 2007~Jul. 2010). Patients, diagnosed as comorbid depression through Beck Depression Inventory (BDI), Cornell Depression Scale (CDS), Geriatric Depression Scale (GDS) among neurologic out-patients of Chungnam National University Hospital because of AD, PD and VD, were selected. The results were evaluated by efficacy and safety of antidepressant drug therapy. Results: In result, the prescribing rates of antidepressants were 30%, 55% and 40% for each AD, PD and VD. Depression cure rates of patients receiving antidepressants vs patients not receiving antidepressants were 40% vs 39%, 33% vs 23% and 38% vs 30% for AD, PD and VD. The frequencies of prescriptoin of SSRI were 21%, 11% and 27% for each AD, PD and VD. The frequencies of prescriptoin of benzodiazepine (BZD) was 61%, 82% and 61% for each AD, PD and VD. The ratio of single BZD prescription was more than that of combination prescription of antidepressants. Tricyclic antidepressants (TCA) were rarely prescribed. The rate of patients with BZD-related side effects was 54%. The most frequent side effects of BZD were dizziness (30%), drowsiness (21%) and headache (16%). Side effects of SSRI were rare. Conclusion: In conclusion, the frequencies of prescription of antidepressants were not common for AD, PD and VD. There was little difference in depression cure rate between patient receiving antidepressants and not receiving. Even though SSRI has to be the highest priority of usage, the frequencies of prescription of SSRI were lower than those of BZD. Additional researches and efforts are required to improve antidepressant drug therapy for neurologic disorders such as AD, PD and VD.
Phytochemicals have long been known to hold a number of physiological benefits, including antioxidant, anticardiovascular activities and anticancer. The profitable effects of phytochemicals from food sources such as vegetables and fruits, with respect to neurodegeneration, are only beginning to receive increased attention. Alzheimer's disease (AD) is one of the major neurodegenerative diseases for which no treatment is available, and characterized by loss of cognition and memory. Many recent studies show that the brain of AD patient is subjected to increased oxidative stress resulting from free radical damage, and the resulting cellular malfunctions are widely believed to be responsible for neuronal degeneration in AD. In this study, the relative relation between AD and phytochemicals were surveyed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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