Several families have been reported with autosomal-dominant frontotemporal dementia (FTD) and amyotrophic lateral sclerosis (ALS), genetically linked to chromosome 9p21. Here, we report an expansion of a noncoding GGGGCC hexanucleotide repeat in the gene C9ORF72 that is strongly associated with disease in a large FTD/ALS kindred, previously reported to be conclusively linked to chromosome 9p. This same repeat expansion was identified in the majority of our families with a combined FTD/ALS phenotype and TDP-43-based pathology. Analysis of extended clinical series found the C9ORF72 repeat expansion to be the most common genetic abnormality in both familial FTD (11.7%) and familial ALS (23.5%). The repeat expansion leads to the loss of one alternatively spliced C9ORF72 transcript and to formation of nuclear RNA foci, suggesting multiple disease mechanisms. Our findings indicate that repeat expansion in C9ORF72 is a major cause of both FTD and ALS.

The recycling of the amyloid precursor protein (APP) from the cell surface via the endocytic pathways plays a key role in the generation of amyloid beta peptide (Abeta) in Alzheimer disease. We report here that inherited variants in the SORL1 neuronal sorting receptor are associated with late-onset Alzheimer disease. These variants, which occur in at least two different clusters of intronic sequences within the SORL1 gene (also known as LR11 or SORLA) may regulate tissue-specific expression of SORL1. We also show that SORL1 directs trafficking of APP into recycling pathways and that when SORL1 is underexpressed, APP is sorted into Abeta-generating compartments. These data suggest that inherited or acquired changes in SORL1 expression or function are mechanistically involved in causing Alzheimer disease.

A Clinical Task Force, composed of clinical leaders from Alzheimer's Disease Centers (ADC), was convened by the National Institute on Aging to develop a uniform set of assessment procedures to characterize individuals with mild Alzheimer disease and mild cognitive impairment in comparison with nondemented aging. The resulting Uniform Data Set (UDS) defines a common set of clinical observations to be collected longitudinally on ADC participants in accordance with standard methods. The UDS was implemented at all ADCs on September 1, 2005. Data obtained with the UDS are submitted to the National Alzheimer's Coordinating Center and represent a unique and valuable source of data to support and stimulate collaborative research.

Background Neurofibrillary pathology has a stereotypical progression in Alzheimer's disease (AD) that is encapsulated in the Braak staging scheme; however, some AD cases are atypical and do not fit into this scheme. We aimed to compare clinical and neuropathological features between typical and atypical AD cases. Methods AD cases with a Braak neurofibrillary tangle stage of more than IV were identified from a brain bank database. By use of thioflavin-S fluorescence microscopy, we assessed the density and the distribution of neurofibrillary tangles in three cortical regions and two hippocampal sectors. These data were used to construct an algorithm to classify AD cases into typical, hippocampal sparing, or limbic predominant. Classified cases were then compared for clinical, demographic, pathological, and genetic characteristics. An independent cohort of AD cases was assessed to validate findings from the initial cohort. Findings 889 cases of AD, 398 men and 491 women with age at death of 37–103 years, were classified with the algorithm as hippocampal sparing (97 cases [11%]), typical (665 [75%]), or limbic predominant (127 [14%]). By comparison with typical AD, neurofibrillary tangle counts per 0.125 mm2 in hippocampal sparing cases were higher in cortical areas (median 13, IQR 11–16) and lower in the hippocampus (7.5, 5.2–9.5), whereas counts in limbic-predominant cases were lower in cortical areas (4.3, 3.0–5.7) and higher in the hippocampus (27, 22–35). Hippocampal sparing cases had less hippocampal atrophy than did typical and limbic-predominant cases. Patients with hippocampal sparing AD were younger at death (mean 72 years [SD 10]) and a higher proportion of them were men (61 [63%]), whereas those with limbic-predominant AD were older (mean 86 years [SD 6]) and a higher proportion of them were women (87 [69%]). Microtubule-associated protein tau (MAPT) H1H1 genotype was more common in limbic-predominant AD (54 [70%]) than in hippocampal sparing AD (24 [46%]; p=0.011), but did not differ significantly between limbic-predominant and typical AD (204 [59%]; p=0.11). Apolipoprotein E (APOE) ɛ4 allele status differed between AD subtypes only when data were stratified by age at onset. Clinical presentation, age at onset, disease duration, and rate of cognitive decline differed between the AD subtypes. These findings were confirmed in a validation cohort of 113 patients with AD. Interpretation These data support the hypothesis that AD has distinct clinicopathological subtypes. Hippocampal sparing and limbic-predominant AD subtypes might account for about 25% of cases, and hence should be considered when designing clinical, genetic, biomarker, and treatment studies in patients with AD. Funding US National Institutes of Health via Mayo Alzheimer's Disease Research Center, Mayo Clinic Study on Aging, Florida Alzheimer's Disease Research Center, and Einstein Aging Study; and State of Florida Alzheimer's Disease Initiative.

Abstract Objective This study aimed to determine the frequency of frontotemporal lobar degeneration with ubiquitinated inclusions (FTLD‐U) in the setting of hippocampal sclerosis (HpScl) and Alzheimer's disease (AD) using immunohistochemistry for TAR DNA binding protein 43 (TDP‐43), a putative marker for FTLD‐U. Methods Initially, 21 cases of HpScl associated with a variety of other pathological processes and 74 cases of AD were screened for FTLD‐U with TDP‐43 immunohistochemistry. A confirmation study was performed on 93 additional AD cases. Specificity of TDP‐43 antibodies was assessed using double‐immunolabeling confocal microscopy, immunoelectron microscopy, and biochemistry. Results TDP‐43 immunoreactivity was detected in 71% of HpScl and 23% of AD cases. Double immunostaining of AD cases for TDP‐43 and phospho‐tau showed that the TDP‐43–immunoreactive inclusions were usually distinct from neurofibrillary tangles. At the ultrastructural level, TDP‐43 immunoreactivity in AD was associated with granular and filamentous cytosolic material and only occasionally associated with tau filaments. Western blots of AD cases showed a band that migrated at a higher molecular weight than normal TDP‐43 that was not present in AD cases without TDP‐43 immunoreactivity. Interpretation These results suggest that as many as 20% of AD cases and more than 70% of HpScl cases have pathology similar to that found in FTLD‐U. Whether this represents concomitant FTLD‐U or is analogous to colocalization of α‐synuclein and tau in AD, reflecting a propensity for codeposition of abnormal protein conformers, remains to be determined. Ann Neurol 2007;61:435–445

Neurofilament light chain (NfL) is a promising fluid biomarker of disease progression for various cerebral proteopathies. Here we leverage the unique characteristics of the Dominantly Inherited Alzheimer Network and ultrasensitive immunoassay technology to demonstrate that NfL levels in the cerebrospinal fluid (n = 187) and serum (n = 405) are correlated with one another and are elevated at the presymptomatic stages of familial Alzheimer's disease. Longitudinal, within-person analysis of serum NfL dynamics (n = 196) confirmed this elevation and further revealed that the rate of change of serum NfL could discriminate mutation carriers from non-mutation carriers almost a decade earlier than cross-sectional absolute NfL levels (that is, 16.2 versus 6.8 years before the estimated symptom onset). Serum NfL rate of change peaked in participants converting from the presymptomatic to the symptomatic stage and was associated with cortical thinning assessed by magnetic resonance imaging, but less so with amyloid-β deposition or glucose metabolism (assessed by positron emission tomography). Serum NfL was predictive for both the rate of cortical thinning and cognitive changes assessed by the Mini-Mental State Examination and Logical Memory test. Thus, NfL dynamics in serum predict disease progression and brain neurodegeneration at the early presymptomatic stages of familial Alzheimer's disease, which supports its potential utility as a clinically useful biomarker.

Objective: To evaluate the utility of Mini-Mental State Examination (MMSE) scores in detecting cognitive dysfunction in a sample of highly educated individuals.Design: Archival data were reviewed on 4248 participants enrolled in the Mayo Clinic Alzheimer Disease Research Center and Alzheimer Disease Patient Registry.Patients: A total of 1141 primarily white (93%) individuals with 16 or more years of self-reported education were identified.These included 307 (164 men and 143 women) patients with dementia (any type), 176 (106 men and 70 women) patients with mild cognitive impairment, and 658 (242 men and 416 women) control participants without dementia.Setting: Mayo Clinic Alzheimer Disease Research Center and Alzheimer Disease Patient Registry cohort.Main Outcome Measures: Diagnostic accuracy estimates (sensitivity, specificity, and positive and negative predictive power) of MMSE cut scores in detecting cognitive dysfunction.Results: In this sample of highly educated, largely white older adults, the standard MMSE cut score of 24 (23 or below) yielded a sensitivity of 0.66, a specificity of 0.99, and an overall correct classification rate of 89% in detecting dementia.A cut score of up to 27 (26 or below) resulted in an optimal balance of sensitivity and specificity (0.89 and 0.91, respectively) with an overall correct classification rate of 90%.In a cognitively impaired group (dementia and mild cognitive impairment), a cut score of 27 (sensitivity,0.69;specificity,0.91) or 28 (sensitivity and specificity,0.78)might be more appropriate. Conclusion:Older patients with a college education who present with complaints of cognitive decline (reported by themselves or others) and score less than 27 on the MMSE are at a greater risk of being diagnosed with dementia and should be referred for a comprehensive dementia evaluation, including formal neuropsychological testing.

Objective:

 A randomized, placebo-controlled, double-blind, multicenter 52-week phase 2 trial of resveratrol in individuals with mild to moderate Alzheimer disease (AD) examined its safety and tolerability and effects on biomarker (plasma Aβ40 and Aβ42, CSF Aβ40, Aβ42, tau, and phospho-tau 181) and volumetric MRI outcomes (primary outcomes) and clinical outcomes (secondary outcomes). 

Methods:

 Participants (n = 119) were randomized to placebo or resveratrol 500 mg orally once daily (with dose escalation by 500-mg increments every 13 weeks, ending with 1,000 mg twice daily). Brain MRI and CSF collection were performed at baseline and after completion of treatment. Detailed pharmacokinetics were performed on a subset (n = 15) at baseline and weeks 13, 26, 39, and 52. 

Results:

 Resveratrol and its major metabolites were measurable in plasma and CSF. The most common adverse events were nausea, diarrhea, and weight loss. CSF Aβ40 and plasma Aβ40 levels declined more in the placebo group than the resveratrol-treated group, resulting in a significant difference at week 52. Brain volume loss was increased by resveratrol treatment compared to placebo. 

Conclusions:

 Resveratrol was safe and well-tolerated. Resveratrol and its major metabolites penetrated the blood–brain barrier to have CNS effects. Further studies are required to interpret the biomarker changes associated with resveratrol treatment. 

Classification of evidence:

 This study provides Class II evidence that for patients with AD resveratrol is safe, well-tolerated, and alters some AD biomarker trajectories. The study is rated Class II because more than 2 primary outcomes were designated.

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal dementia (FTD) are age-related neurodegenerative disorders with shared genetic etiologies and overlapping clinical and pathological features. Here we studied a novel ALS/FTD family and identified the P362L mutation in the low-complexity domain (LCD) of T cell-restricted intracellular antigen-1 (TIA1). Subsequent genetic association analyses showed an increased burden of TIA1 LCD mutations in ALS patients compared to controls (p = 8.7 × 10-6). Postmortem neuropathology of five TIA1 mutations carriers showed a consistent pathological signature with numerous round, hyaline, TAR DNA-binding protein 43 (TDP-43)-positive inclusions. TIA1 mutations significantly increased the propensity of TIA1 protein to undergo phase transition. In live cells, TIA1 mutations delayed stress granule (SG) disassembly and promoted the accumulation of non-dynamic SGs that harbored TDP-43. Moreover, TDP-43 in SGs became less mobile and insoluble. The identification of TIA1 mutations in ALS/FTD reinforces the importance of RNA metabolism and SG dynamics in ALS/FTD pathogenesis.

Null mutations in the progranulin gene ( PGRN ) were recently reported to cause tau-negative frontotemporal dementia linked to chromosome 17. We assessed the genetic contribution of PGRN mutations in an extended population of patients with frontotemporal lobar degeneration (FTLD) ( N =378). Mutations were identified in 10% of the total FTLD population and 23% of patients with a positive family history. This mutation frequency dropped to 5% when analysis was restricted to an unbiased FTLD subpopulation ( N =167) derived from patients referred to Alzheimer's Disease Research Centers (ADRC). Among the ADRC patients, PGRN mutations were equally frequent as mutations in the tau gene ( MAPT ). We identified 23 different pathogenic PGRN mutations, including a total of 21 nonsense, frameshift and splice-site mutations that cause premature termination of the coding sequence and degradation of the mutant RNA by nonsense-mediated decay. We also observed an unusual splice-site mutation in the exon 1 5′ splice site, which leads to loss of the Kozac sequence, and a missense mutation in the hydrophobic core of the PGRN signal peptide. Both mutations revealed novel mechanisms that result in loss of functional PGRN. One mutation, c.1477C>T (p.Arg493X), was detected in eight independently ascertained familial FTLD patients who were shown to share a common extended haplotype over the PGRN genomic region. Clinical examination of patients with PGRN mutations revealed highly variable onset ages with language dysfunction as a common presenting symptom. Neuropathological examination showed FTLD with ubiquitin-positive cytoplasmic and intranuclear inclusions in all PGRN mutation carriers.