APOE4 is the strongest genetic risk factor for late-onset Alzheimer disease. ApoE4 increases brain amyloid-β pathology relative to other ApoE isoforms. However, whether APOE independently influences tau pathology, the other major proteinopathy of Alzheimer disease and other tauopathies, or tau-mediated neurodegeneration, is not clear. By generating P301S tau transgenic mice on either a human ApoE knock-in (KI) or ApoE knockout (KO) background, here we show that P301S/E4 mice have significantly higher tau levels in the brain and a greater extent of somatodendritic tau redistribution by three months of age compared with P301S/E2, P301S/E3, and P301S/EKO mice. By nine months of age, P301S mice with different ApoE genotypes display distinct phosphorylated tau protein (p-tau) staining patterns. P301S/E4 mice develop markedly more brain atrophy and neuroinflammation than P301S/E2 and P301S/E3 mice, whereas P301S/EKO mice are largely protected from these changes. In vitro, E4-expressing microglia exhibit higher innate immune reactivity after lipopolysaccharide treatment. Co-culturing P301S tau-expressing neurons with E4-expressing mixed glia results in a significantly higher level of tumour-necrosis factor-α (TNF-α) secretion and markedly reduced neuronal viability compared with neuron/E2 and neuron/E3 co-cultures. Neurons co-cultured with EKO glia showed the greatest viability with the lowest level of secreted TNF-α. Treatment of P301S neurons with recombinant ApoE (E2, E3, E4) also leads to some neuronal damage and death compared with the absence of ApoE, with ApoE4 exacerbating the effect. In individuals with a sporadic primary tauopathy, the presence of an ε4 allele is associated with more severe regional neurodegeneration. In individuals who are positive for amyloid-β pathology with symptomatic Alzheimer disease who usually have tau pathology, ε4-carriers demonstrate greater rates of disease progression. Our results demonstrate that ApoE affects tau pathogenesis, neuroinflammation, and tau-mediated neurodegeneration independently of amyloid-β pathology. ApoE4 exerts a 'toxic' gain of function whereas the absence of ApoE is protective.

Nomenclature and nosology for neuropathologic subtypes of frontotemporal lobar degeneration : an update

With the potential development of new disease-modifying Alzheimer's disease (AD) therapies, simple, widely available screening tests are needed to identify which individuals, who are experiencing symptoms of cognitive or behavioral decline, should be further evaluated for initiation of treatment. A blood-based test for AD would be a less invasive and less expensive screening tool than the currently approved cerebrospinal fluid or amyloid β positron emission tomography (PET) diagnostic tests. We examined whether plasma tau phosphorylated at residue 181 (pTau181) could differentiate between clinically diagnosed or autopsy-confirmed AD and frontotemporal lobar degeneration. Plasma pTau181 concentrations were increased by 3.5-fold in AD compared to controls and differentiated AD from both clinically diagnosed (receiver operating characteristic area under the curve of 0.894) and autopsy-confirmed frontotemporal lobar degeneration (area under the curve of 0.878). Plasma pTau181 identified individuals who were amyloid β-PET-positive regardless of clinical diagnosis and correlated with cortical tau protein deposition measured by

Frontotemporal lobar degeneration (FTLD) is the second most common cause of presenile dementia. The predominant neuropathology is FTLD with TAR DNA-binding protein (TDP-43) inclusions (FTLD-TDP). FTLD-TDP is frequently familial, resulting from mutations in GRN (which encodes progranulin). We assembled an international collaboration to identify susceptibility loci for FTLD-TDP through a genome-wide association study of 515 individuals with FTLD-TDP. We found that FTLD-TDP associates with multiple SNPs mapping to a single linkage disequilibrium block on 7p21 that contains TMEM106B. Three SNPs retained genome-wide significance following Bonferroni correction (top SNP rs1990622, P = 1.08 x 10(-11); odds ratio, minor allele (C) 0.61, 95% CI 0.53-0.71). The association replicated in 89 FTLD-TDP cases (rs1990622; P = 2 x 10(-4)). TMEM106B variants may confer risk of FTLD-TDP by increasing TMEM106B expression. TMEM106B variants also contribute to genetic risk for FTLD-TDP in individuals with mutations in GRN. Our data implicate variants in TMEM106B as a strong risk factor for FTLD-TDP, suggesting an underlying pathogenic mechanism.

Rosa Rademakers and colleagues show that mutations in CSF1R cause hereditary diffuse leukoencephalopathy with spheroids, a central nervous system white-matter disease with variable clinical presentations that include personality and behavioral changes, dementia, depression, parkinsonism and seizures. Hereditary diffuse leukoencephalopathy with spheroids (HDLS) is an autosomal-dominant central nervous system white-matter disease with variable clinical presentations, including personality and behavioral changes, dementia, depression, parkinsonism, seizures and other phenotypes1,2. We combined genome-wide linkage analysis with exome sequencing and identified 14 different mutations affecting the tyrosine kinase domain of the colony stimulating factor 1 receptor (encoded by CSF1R) in 14 families with HDLS. In one kindred, we confirmed the de novo occurrence of the mutation. Follow-up sequencing identified an additional CSF1R mutation in an individual diagnosed with corticobasal syndrome. In vitro, CSF-1 stimulation resulted in rapid autophosphorylation of selected tyrosine residues in the kinase domain of wild-type but not mutant CSF1R, suggesting that HDLS may result from partial loss of CSF1R function. As CSF1R is a crucial mediator of microglial proliferation and differentiation in the brain, our findings suggest an important role for microglial dysfunction in HDLS pathogenesis.

Nomenclature for neuropathologic subtypes of frontotemporal lobar degeneration : consensus recommendations

Rare mutations in the gene encoding for tau (MAPT, microtubule-associated protein tau) cause frontotemporal dementia-spectrum (FTD-s) disorders, including FTD, progressive supranuclear palsy (PSP) and corticobasal syndrome, and a common extended haplotype spanning across the MAPT locus is associated with increased risk of PSP and Parkinson's disease.We identified a rare tau variant (p.A152T) in a patient with a clinical diagnosis of PSP and assessed its frequency in multiple independent series of patients with neurodegenerative conditions and controls, in a total of 15 369 subjects.Tau p.A152T significantly increases the risk for both FTD-s (n 5 2139, OR 5 3.0, CI: 1.6 -5.6, P 5 0.0005) and Alzheimer's disease (AD) (n 5 3345, OR 5 2.3, CI: 1.3 -4.2, P 5 0.004) compared with 9047 controls.Functionally, p.A152T (i) decreases the binding of tau to microtubules and therefore promotes microtubule assembly less efficiently; and (ii) reduces the tendency to form abnormal fibers.However, there is a pronounced increase in the formation of tau oligomers.Importantly, these findings suggest that other regions of the tau protein may be crucial in regulating normal function, as the p.A152 residue is distal to the domains considered responsible for microtubule interactions or aggregation.These data provide both the first genetic evidence and functional studies supporting the role of MAPT p.A152T as a rare risk factor for both FTD-s and AD and the concept that rare variants can increase the risk for relatively common, complex neurodegenerative diseases, but since no clear significance threshold for rare genetic variation has been established, some caution is warranted until the findings are further replicated.

We sought to establish the relationships between standard postmortem measures of AD neuropathology and antemortem [11C]PIB-positron emission tomography ([11C]PIB-PET) analyzed with the Centiloid (CL) method, a standardized scale for Aβ-PET quantification.Four centers contributed 179 participants encompassing a broad range of clinical diagnoses, PET data, and autopsy findings.CL values increased with each CERAD neuritic plaque score increment (median -3 CL for no plaques and 92 CL for frequent plaques) and nonlinearly with Thal Aβ phases (increases were detected starting at phase 2) with overlap between scores/phases. PET-pathology associations were comparable across sites and unchanged when restricting the analyses to the 56 patients who died within 2 years of PET. A threshold of 12.2 CL detected CERAD moderate-to-frequent neuritic plaques (area under the curve = 0.910, sensitivity = 89.2%, specificity = 86.4%), whereas 24.4 CL identified intermediate-to-high AD neuropathological changes (area under the curve = 0.894, sensitivity = 84.1%, specificity = 87.9%).Our study demonstrated the robustness of a multisite Centiloid [11C]PIB-PET study and established a range of pathology-based CL thresholds.