The decline in the high incidence of amyotrophic lateral sclerosis, parkinsonism, and Alzheimer-type dementia among the Chamorro population of the western Pacific islands of Guam and Rota, coupled with the absence of demonstrable viral and hereditable factors in this disease, suggests the gradual disappearance of an environmental factor selectively associated with this culture. One candidate is seed of the neurotoxic plant Cycas circinalis L., a traditional source of food and medicine which has been used less with the Americanization of the Chamorro people after World War II. Macaques were fed the Cycas amino acid β- N -methylamino-L-alanine, a low-potency convulsant that has excitotoxic activity in mouse brain, which is attenuated by N -methyl-D-aspartate receptor antagonists. These animals developed corticomotoneuronal dysfunction, parkinsonian features, and behavioral anomalies, with chromatolytic and degenerative changes of motor neurons in cerebral cortex and spinal cord. In concert with existing epidemiological and animal data, these findings support the hypothesis that cycad exposure plays an important role in the etiology of the Guam disease.

Objective To see whether the distribution patterns of phosphorylated 43kDa TAR DNA‐binding protein (pTDP‐43) intraneuronal inclusions in amyotrophic lateral sclerosis (ALS) permit recognition of neuropathological stages. Methods pTDP‐43 immunohistochemistry was performed on 70μm sections from ALS autopsy cases (N = 76) classified by clinical phenotype and genetic background. Results ALS cases with the lowest burden of pTDP‐43 pathology were characterized by lesions in the agranular motor cortex, brainstem motor nuclei of cranial nerves V, VII, and X–XII, and spinal cord α‐motoneurons (stage 1). Increasing burdens of pathology showed involvement of the prefrontal neocortex (middle frontal gyrus), brainstem reticular formation, precerebellar nuclei, and the red nucleus (stage 2). In stage 3, pTDP‐43 pathology involved the prefrontal (gyrus rectus and orbital gyri) and then postcentral neocortex and striatum. Cases with the greatest burden of pTDP‐43 lesions showed pTDP‐43 inclusions in anteromedial portions of the temporal lobe, including the hippocampus (stage 4). At all stages, these lesions were accompanied by pTDP‐43 oligodendroglial aggregates. Ten cases with C9orf72 repeat expansion displayed the same sequential spreading pattern as nonexpansion cases but a greater regional burden of lesions, indicating a more fulminant dissemination of pTDP‐43 pathology. Interpretation pTDP‐43 pathology in ALS possibly disseminates in a sequential pattern that permits recognition of 4 neuropathological stages consistent with the hypothesis that pTDP‐43 pathology is propagated along axonal pathways. Moreover, the finding that pTDP‐43 pathology develops in the prefrontal cortex as part of an ongoing disease process could account for the development of executive cognitive deficits in ALS. Ann Neurol 2013;74:20–38

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a genetically heterogeneous neurodegenerative syndrome hallmarked by adult-onset loss of motor neurons. We performed exome sequencing of 252 familial ALS (fALS) and 827 control individuals. Gene-based rare variant analysis identified an exome-wide significant enrichment of eight loss-of-function (LoF) mutations in TBK1 (encoding TANK-binding kinase 1) in 13 fALS pedigrees. No enrichment of LoF mutations was observed in a targeted mutation screen of 1,010 sporadic ALS and 650 additional control individuals. Linkage analysis in four families gave an aggregate LOD score of 4.6. In vitro experiments confirmed the loss of expression of TBK1 LoF mutant alleles, or loss of interaction of the C-terminal TBK1 coiled-coil domain (CCD2) mutants with the TBK1 adaptor protein optineurin, which has been shown to be involved in ALS pathogenesis. We conclude that haploinsufficiency of TBK1 causes ALS and fronto-temporal dementia.

To identify novel genes associated with ALS, we undertook two lines of investigation. We carried out a genome-wide association study comparing 20,806 ALS cases and 59,804 controls. Independently, we performed a rare variant burden analysis comparing 1,138 index familial ALS cases and 19,494 controls. Through both approaches, we identified kinesin family member 5A (KIF5A) as a novel gene associated with ALS. Interestingly, mutations predominantly in the N-terminal motor domain of KIF5A are causative for two neurodegenerative diseases: hereditary spastic paraplegia (SPG10) and Charcot-Marie-Tooth type 2 (CMT2). In contrast, ALS-associated mutations are primarily located at the C-terminal cargo-binding tail domain and patients harboring loss-of-function mutations displayed an extended survival relative to typical ALS cases. Taken together, these results broaden the phenotype spectrum resulting from mutations in KIF5A and strengthen the role of cytoskeletal defects in the pathogenesis of ALS.

The first edition of this highly acclaimed reference work was published in 1980. Since then no other book has approached the breadth, scholarship and the balance of this book. For this long-awaited second edition, the original editors have been joined by Albert Ludolph, who brings in expertise in biological neurotoxicology. In the introductory chapters, an overview of the biological basis of neurotoxicity provides the groundwork for discussing the scope of human and veterinary neurotoxic disease. The bulk of the text is devoted to an encyclopaedic treatment of chemicals with neurotoxic potential. This consists of tightly written overviews of the properties, actions and mechanisms of all manner of substances, whether natural or synthetic. The neurotoxic mechanisms of experimental agents and adverse effects of therapeutic and abused drugs are covered extensively. Environmental pollutants, workplace contaminants, personal-use products, food additives and agents harboured by plants, animals and humans for use against their respective enemies are all included. Each substance is rated on a three-point scale for the weight of evidence indicating a specific neurotoxic effect in humans, animals, or laboratory models. These effects are summarised and cross-referenced in a series of appendices and an extensive index. This book will be indispensable to experimental neuroscientists, toxicologists, and practitioners of human and animal medicine. It also provides an authoritative, critical and pithy reference work for public health specialists and those within the legal profession.

The authors report mutation screening of the p150 subunit of dynactin (DCTN1) and the cytoplasmic dynein heavy chain (DNCHC1) genes in 250 patients with ALS and 150 unrelated control subjects. Heterozygous missense mutations of the DCTN1 gene were detected in one apparently sporadic case of ALS (T1249I), one individual with familial ALS (M571T), two patients with familial ALS, and two unaffected relatives in the same kindred (R785W). The allelic variants of the DCTN1 gene may represent a previously unknown genomic risk factor for ALS.

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a relentlessly progressive, fatal motor neuron disease with a variable natural history. There are no accurate models that predict the disease course and outcomes, which complicates risk assessment and counselling for individual patients, stratification of patients for trials, and timing of interventions. We therefore aimed to develop and validate a model for predicting a composite survival endpoint for individual patients with ALS.We obtained data for patients from 14 specialised ALS centres (each one designated as a cohort) in Belgium, France, the Netherlands, Germany, Ireland, Italy, Portugal, Switzerland, and the UK. All patients were diagnosed in the centres after excluding other diagnoses and classified according to revised El Escorial criteria. We assessed 16 patient characteristics as potential predictors of a composite survival outcome (time between onset of symptoms and non-invasive ventilation for more than 23 h per day, tracheostomy, or death) and applied backward elimination with bootstrapping in the largest population-based dataset for predictor selection. Data were gathered on the day of diagnosis or as soon as possible thereafter. Predictors that were selected in more than 70% of the bootstrap resamples were used to develop a multivariable Royston-Parmar model for predicting the composite survival outcome in individual patients. We assessed the generalisability of the model by estimating heterogeneity of predictive accuracy across external populations (ie, populations not used to develop the model) using internal-external cross-validation, and quantified the discrimination using the concordance (c) statistic (area under the receiver operator characteristic curve) and calibration using a calibration slope.Data were collected between Jan 1, 1992, and Sept 22, 2016 (the largest data-set included data from 1936 patients). The median follow-up time was 97·5 months (IQR 52·9-168·5). Eight candidate predictors entered the prediction model: bulbar versus non-bulbar onset (univariable hazard ratio [HR] 1·71, 95% CI 1·63-1·79), age at onset (1·03, 1·03-1·03), definite versus probable or possible ALS (1·47, 1·39-1·55), diagnostic delay (0·52, 0·51-0·53), forced vital capacity (HR 0·99, 0·99-0·99), progression rate (6·33, 5·92-6·76), frontotemporal dementia (1·34, 1·20-1·50), and presence of a C9orf72 repeat expansion (1·45, 1·31-1·61), all p<0·0001. The c statistic for external predictive accuracy of the model was 0·78 (95% CI 0·77-0·80; 95% prediction interval [PI] 0·74-0·82) and the calibration slope was 1·01 (95% CI 0·95-1·07; 95% PI 0·83-1·18). The model was used to define five groups with distinct median predicted (SE) and observed (SE) times in months from symptom onset to the composite survival outcome: very short 17·7 (0·20), 16·5 (0·23); short 25·3 (0·06), 25·2 (0·35); intermediate 32·2 (0·09), 32·8 (0·46); long 43·7 (0·21), 44·6 (0·74); and very long 91·0 (1·84), 85·6 (1·96).We have developed an externally validated model to predict survival without tracheostomy and non-invasive ventilation for more than 23 h per day in European patients with ALS. This model could be applied to individualised patient management, counselling, and future trial design, but to maximise the benefit and prevent harm it is intended to be used by medical doctors only.Netherlands ALS Foundation.

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a devastating and universally fatal neurodegenerative disease. Mutations in two related RNA-binding proteins, TDP-43 and FUS, that harbor prion-like domains, cause some forms of ALS. There are at least 213 human proteins harboring RNA recognition motifs, including FUS and TDP-43, raising the possibility that additional RNA-binding proteins might contribute to ALS pathogenesis. We performed a systematic survey of these proteins to find additional candidates similar to TDP-43 and FUS, followed by bioinformatics to predict prion-like domains in a subset of them. We sequenced one of these genes, TAF15 , in patients with ALS and identified missense variants, which were absent in a large number of healthy controls. These disease-associated variants of TAF15 caused formation of cytoplasmic foci when expressed in primary cultures of spinal cord neurons. Very similar to TDP-43 and FUS, TAF15 aggregated in vitro and conferred neurodegeneration in Drosophila , with the ALS-linked variants having a more severe effect than wild type. Immunohistochemistry of postmortem spinal cord tissue revealed mislocalization of TAF15 in motor neurons of patients with ALS. We propose that aggregation-prone RNA-binding proteins might contribute very broadly to ALS pathogenesis and the genes identified in our yeast functional screen, coupled with prion-like domain prediction analysis, now provide a powerful resource to facilitate ALS disease gene discovery.

The development of therapeutics for ALS/MND is largely based on work in experimental animals carrying human SOD mutations. However, translation of apparent therapeutic successes from in vivo to the human disease has proven difficult and a considerable amount of financial resources has been apparently wasted. Standard operating procedures (SOPs) for preclinical animal research in ALS/MND are urgently required. Such SOPs will help to establish SOPs for translational research for other neurological diseases within the next few years. To identify the challenges and to improve the research methodology, the European ALS/MND group held a meeting in 2006 and published guidelines in 2007 (1). A second international conference to improve the guidelines was held in 2009. These second and improved guidelines are dedicated to the memory of Sean F. Scott.