Das Wichtigste
KernpunkteDie Alzheimer-Demenz (AD, Morbus Alzheimer) ist die häufigste Form einer Demenz und weltweit ein drängendes soziales und ökonomisches Problem. Sie ist eine fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, die zu Gedächtnisstörungen und Persönlichkeitsveränderungen führt. Es gibt neue Therapiemöglichkeiten. Kognitiver Abbau: Die Alzheimer-Demenz ist die häufigste Demenzform. Sie ist gekennzeichnet durch einen fortschreitenden Abbau der geistigen Leistungsfähigkeit, früh erkennbar am Nachlassen des Gedächtnisses (anders als bei der Levikörper-Demenz, bei der motorische Fähigkeiten zuerst abnehmen). Aber auch andere Fähigkeiten, wie Orientierungssinn, Aufmerksamkeit, sprachlicher Ausdruck, Kreativität, Urteilsfähigkeit inkl. Selbstbeurteilung (zusammengefasst als Kognition) und motorische Fähigkeiten lassen nach. Amyloid und Tau-Protein: Der beschleunigte geistige Abbau steht im Zusammenhang mit zunehmenden Ablagerungen krankhafter Proteine im Gehirn, dem Tau-Protein und dem Beta-Amyloid (Aß-Amyloid-Plaques). Bei der familiären Form besteht dazu eine Prädisposition; die Erkrankung tritt bei ihr schon vorzeitig im mittleren Lebensalter auf. Die sporadischen Fälle können später auftreten. Inzwischen kennt man fördernde und hemmende Faktoren. Frühdiagnose: Schon Jahre vor der Diagnosestellung lässt sich heute durch eine PET mit geeigneten Tracern das pathologische Aß-Amyloid nachweisen, welches ein präklinisches Stadium der Alzheimer-Demenz anzeigt. Vorbeugung und Behandlung: Sie bestehen im Wesentlichen in einem geistigen und körperlichen Training und sozialen Kontakten. Die bisherigen medikamentösen Maßnahmen sind wenig überzeugend. Jedoch besteht Aussicht auf wirksame Therapien. Dazu gibt es Neues, wie z. B. zur Wirkung von Melatonin, Rapamycin (Sirolimus®), Liraglutid, Phosphodiesteraseinhibitoren und DPP4-Hemmern: siehe unten. |
Allgemeines
Die Erstbeschreibung durch Alois Alzheimer 1906 betraf eine frühzeitig einsetzende Demenz („präsenile Demenz“, early onset AD, EOAD). Heute werden auch Demenzen im fortgeschrittenen Alter (late onset AD, LOAD) hinzugerechnet, sofern sie die gleiche Entstehung aufweisen.
Das klinische Erscheinungsbild der Alzheimer-Demenz ist bestimmt durch einen progredienten Abbau der Leistungsfähigkeit des Gehirns, der mit Hilfe von Tests zu verschiedenen kognitiven Funktionen, insbesondere zur Gedächtnisleistung, diagnostiziert wird. Auch Aufmerksamkeit, Sprache, visuell-räumliche Fähigkeiten, die Wahrnehmungsgeschwindigkeit und exekutive Funktionen lassen nach.
Es werden sporadische und genetisch determinierte Formen unterschieden.
Erste experimentelle Ansätze zu einer Vorbeugung und Behandlung der AD sind vielversprechend. 1
Verbreitung
Die Prävalenz des Morbus Alzheimer bei über 60-Jährigen liegt bei 5 -7 %; sie steigt bei zunehmendem Alter über 85Jahre bis 25 – 50 %. Eine Demenzdiagnose im Alter von 60 Jahren reduziert die Lebenserwartung auf im Mittel von 8.3 Jahren. Seine Inzidenz verdoppelt sich ab dem Alter von 65 Jahren alle 5 Jahre. 2 3
Entstehung
Risikofaktoren für die Alzheimer-Demenz sind: familiäre Belastung (nahe Blutsverwandte mit Alzheimer-Demenz), zunehmendes Alter. Über dem 65sten Lebensjahr verdoppelt sich das Risiko alle 5 Jahre, Schädelhirntrauma (s. o.), Faktoren des Lebensstils und der Umwelt.
Abbau von Synapsen: Die Alzheimer-Demenz ist durch senile Plaques und durch einen Untergang von Synapsen (Verbindungen zwischen Hirnzellen) gekennzeichnet. Senile Plaques im Gehirn bestehen aus extrazellulärem Amyloid-β (Aβ)-Peptid und intrazellulären neurofibrillären Tangles (NFT), die durch hyperphosphoryliertes Tau-Protein gebildet werden. Es treten Gedächtnisstörungen, Verhaltensstörungen und ein kognitiver Verfall ein.
Amyloid ß (Aβ): Aβ stammt vom Amyloid-Vorläuferproteinen (APP). Bei der AD kommt es zu einer Akkumulation und Aggregation von Aβ zu löslichen Oligomeren und unlöslichen Fibrillen. Die löslichen Oligomeren sind toxisch für die Synapsen und können eine Tau-Hyperphosphorylierung induzieren. Die Fibrillen lagern sich zu senilen Plaques zusammen und bewirken entzündliche Reaktionen. Diese führen zu oxidativem Stress und neuronaler Degeneration. Es werden Therapiemöglichkeiten gesucht, die bei Aβ angreifen. 4 5
Plaques und Tangles: Die Entstehung sowohl der sporadischen als auch der familiären Form der Alzheimer-Demenz ist mit der Ablagerung von extrazellulären Aß-(ß-Amyloid-)Plaques und intrazellulären Neurofibrillenbündeln (Tangles, NFTs) im Gehirn verknüpft. Das Aß-Amyloid lässt sich histologisch mit der Kongorot-Färbung sichtbar machen. Die verfilzten Neurofibrillenbündel bestehen aus hyperphosphoryliertem Tau-Protein, das sich histologisch durch seine Immunreaktivität nachweisen lässt. 3
Verändertes Tau: Die Cystathionin-γ-lyase (CSE) bindet Wildtyp-Tau und wird durch es aktiviert; es bildet H2S, welches die Hyperphosphorylierung von Tau und damit die Entstehung einer Demenz verhindert. Das bei Demenz veränderte Tau dagegen bindet es nicht und wird von ihm nicht aktiviert. 6
Sekretase: Das pathologische und zur Plaquebildung neigende Aß entsteht aus einem Amyloid-Precursor-Protein (APP) durch die Wirkung eines Enzyms, der Sekretase (β-Secretase und γ-Secretase). Die verschiedenen Formen des Aß sind unterschiedlich toxisch. Aß1-40 findet sich am meisten, A1-42 ist wegen seiner Tendenz zu aggregieren deutlich pathogener. 7 Diese Zusammenhänge lassen die Gedanken aufkommen, therapeutisch bei der Aktivität der Sekretase anzusetzen und ihre Aktivität zu hemmen. Kandidaten dafür sind spezielle Mikro-RNA (miRNA) (s. u.).
Acetylcholinsynthese und -freisetzung: Die Acetylcholinsynthese und -freisetzung wird unterdrückt. Dagegen findet sich eine Überaktivierung von N-Methyl-D-Aspartat (NMDA)-Rezeptoren. NMDA-Rezeptorantagonisten sind daher eine therapeutische Option ohne jedoch den Krankheitsverlauf beeinflussen zu können.
Apo-E: Genomweite Assoziationsstudien haben eine Assoziation der sporadisch auftretenden Alzheimer-Demenz mit einem APO-E-ε4-Allel ergeben. Dagegen wurde das APO-E ε2-Allel als Schutzfaktor identifiziert. Die Mechanismen der APO-E-Wirkung sind nicht völlig geklärt. Es wird jedoch vermutet, dass sich über APO E ein therapeutischer Ansatz finden lassen könnte. 8
Lithium: Li trägt zum Erhalt der kognitiven Fähigkeiten während des Alterns bei. Wenn die geistigen Fähigkeiten beginnen nachzulassen, findet man den Lithium-Spiegel erniedrigt. Die Autoren vermuten, dass eine Störung des Li-Gleichgewichts im Gehirn den Beginn der Alzheimer-Erkrankung markiert und dass eine Substitution therapeutisch wirkt. Dazu haben folgende Befunde geführt: In einer tierexperimentellen Untersuchung wurde Lithium aus der Ernährung von Wildtyp- und Alzheimer-Mausmodellen entfernt und der Effekt untersucht. Eine Verringerung des Li-Spiegels im Gehirn um etwa 50 % erhöhte die Ablagerung von Amyloid-β und die Anhäufung von Tau-Protein deutlich. Es kam zu einem beschleunigten kognitiven Verfall. Wurde Lithium in der Nahrung ersetzt, besserten sich alle Befunde 9.
Vorgänge im Gehirn
Chronischer Stress
Chronischer Stress bewirkt wohl über das Tau-Protein eine erhöhte Konzentration an Glukokortikoiden im Körper und speziell auch im Gehirn. Damit gehen strukturelle Veränderungen im limbischen System einher. Die beobachtbare neuronale Degeneration im Hippocampus (Teil des limbischen Systems) ist die Grundlage des nachlassenden Gedächtnisses und räumlichen Orientierung. Von Bedeutung dabei ist eine chronische Entzündungsreaktion, die durch oxidativen Stress unterhalten wird. 10
Oxidativer Stress im Gehirn
Eine pathogenetische Rolle wird einem erhöhten oxidativen Stress im Gehirn, chronisch entzündlichen Reaktionen sowie einer mitochondrialen Dysfunktion zugesprochen. 11 Über diesen Mechanismus scheint auch ein Hirntrauma ein prädisponierender Risikofaktor für die Entwicklung einer Alzheimer-Demenz sein zu können (s. u.). 12
Schwelende Entzündung im Gehirn
In der Entstehung des Morbus Alzheimer spielen Transkriptionsfaktoren (nuclear factor kappa B, NF-kB) eine zentrale Rolle, die die chronisch entzündlichen Reaktionen des Gehirngewebes beim Morbus Alzheimer aufrecht erhalten. An ihrer Aktivierung sind Enzyme (vor allem IKKbeta, IKKß) beteiligt. Fehlt IKKbeta, so reduziert sich im Tierversuch die Ausprägung der Entzündung der Mikroglia, was zu einer Reduktion des kognitiven Defizits und einem Erhalt synaptischer Strukturproteine führte. Eine IKKß-Defizienz erhöhte zudem den Abraum von ß-Amyloid, wobei die Amyloidentstehung nicht beeinträchtigt war (zu NF-kB und IKK siehe hier). 13 Substanzen, die spezifisch die Aktivität von IKKß hemmen würden, könnten als potentielle Medikamente gegen Alzheimer-Demenz interessant sein.
Traumatische Schädigung des Gehirns
Eine wichtige Ursache für eine schwelende Entzündungsreaktion der Mikroglia im Gehirn sind Mikrotraumen (mögliche Beispiele: harte Kopfbälle beim Fußball, Boxen). Sie führen zu einer Beeinträchtigung der Abräumprozesse von ß-Amyloid und phosphoryliertem Tau-Protein. Das erhöhte Risiko für die Entwicklung von neurodegenerativen Krankheiten, inklusive der Alzheimer-Demenz (AD) und des Morbus Parkinson, wird darauf zurückgeführt. 14 Das ist auch tierexperimentell nachweisbar. 15
Ein Enzym als therapeutisches Ziel: Ein wichtiger Mechanismus dabei ist die Abnahme des cAMP-Signals, was zu einer verminderten Plastizität der Synapsen führt. An der cAMP-Abnahme ist die Phosphodiesterase 4 (PDE4, Subtyp PDE4B2) wesentlich beteiligt, von der bekannt ist, dass ihre Aktivität mit der Gedächtnisfunktion in Zusammenhang steht. Untersuchungen zeigen, dass Hemmstoffe des Enzyms zu einem Wiederanstieg der kognitiven Funktionen führen und den demenziellen Effekt von Hirntraumata im Tierversuch aufheben. 16 Die Substanz D159687 wird als aussichtsreich für die Behandlung posttraumatischer kognitiver Defizite angesehen. 17
Bedeutung von Astrozyten und Mikroglia
Den Astrozyten kommt offenbar eine zentrale Rolle bei der Entstehung der Alzheimer-Demenz zu. Sie verändern sich in eine „aktivierte“ Form, die neuroinflammatorische Prozesse unterhalten. Calcineurin, eine Kalzium-abhängige Phosphatase, führt zu einer solchen Aktivierung 18; Cyclosporin A hemmt diesen Prozess 19.
Auch die Mikroglia, die ortsständigen Immunzellen des Gehirns, sind an der Initiierung der neuroinflammatorischen Immunantwort zentral beteiligt. Ihre unangepasste Aktivität führt zu vermehrtem Zelltod von Neuronen (Hirnzellen). Es gibt offenbar vererbbare Veränderungen in den Genen, die für die neuroinflammatorische Reaktionen dieser Zellen verantwortlich sind, was einen Teil der erblichen Formen der Alzheimer-Krankheit erklären kann. 20 21
Betroffene Gehirnregionen
Folgen der biochemischen und strukturellen Veränderungen sind ein Verlust von Gehirnzellen und eine Fehlfunktion an den Synapsen. Betroffen sind vor allem die empfindlichen Gehirnareale von Cortex und Hippocampus, die für Wahrnehmung und Gedächtnis zuständig sind.
Genetik
Familiäre Form
In familiären Fällen der Alzheimer-Demenz kann eine genetische Prädisposition vermutet werden, bei der das Gen für das Abetapeptid (amyloid precursor protein, APP) eine zentrale Rolle zu spielen scheint. 22 In Familien mit besonders früh sich manifestierender Demenz kann eine autosomale Vererbung nachgewiesen werden. Allerdings gehören fast 40% der frühen Manifestationen zu den sporadischen Fällen. Auch andere genetische Defekte führen zur Alzheimer-Demenz: ApoE4 (Apolipoprotein E epsilon 4, ApoE4, Allel des Apolipoprotein E) ist beispielsweise mit der frühen Form assoziiert.
MikroRNA und Gen-Aktivität
MikroRNA (miRNA) regulieren die Übertragung der Information aktiver Gene, indem sie die Übersetzung (Translation) der Information der Messenger-RNA in die Proteinstruktur fördern oder hemmen. (siehe hier). Es wurden miRNA identifiziert, die die Bildung des pathologischen ß-Amyloids (Aß) und des bei der Alzheimerdemenz hyperphosphorylierten Tau-Proteins sowie die Aktivität der für die Plaquebildung verantwortlichen Sekretase beeinflussen. Insgesamt wurden 12 miRNA gefunden, welche bei Patienten mit AD im Vergleich zu Gesunden unterschiedlich exprimiert sind. Einige sind hochreguliert, anderen dagegen herunter. Im Gehirn finden sie sich vor allem im Frontal- und Temporallappen. 7
Diabetes und Alzheimer
Eine Hyperinsulinämie bei einer peripheren Insulinresistenz in der Frühphase des Typ-2-Diabetes begünstigt die Beta-Amyloidbildung und erhöht möglicherweise das Demenzrisiko. 2 23
Tierexperimentell lässt sich im Gehirn von Ratten eine ernährungsbedingt erhöhte Insulinresistenz nachweisen, die mit einer vermehrten Amyloid-β-Ablagerung assoziiert ist. Eine antidiabetische Behandlung mit Pioglitazon vermindert die Insulinresistenz und auch die Amyloidablagerung (Isoform 42; Aβ42). 24
Ansonsten ist beim Menschen eine Assoziation von Diabetes und Alzheimer-Demenz nicht völlig geklärt. 25
Rolle der Darmbakterien
Verhältnis von Bacteroides zu Firmicutes: Patienten mit Alzheimer-Erkrankung weisen eine Veränderung ihres Darmmikrobioms auf. Proteobakterien- und Bacteroidetes-Stammstämme nehmen zu und Firmicutes- und Actinobacteria-Stammstämme nehmen ab.
Bakterien im Gehirn: Selbst im Gehirn wurden mit empfindlichen Methoden verschiedene Stämme (Chlamydia pneumoniae, Borrelia burgdorferi, Treponema pallidum, Helicobacter pylori, Escherichia coli, Escherichia-Shigella, Spirochäten oder P. gingivalis) gefunden. 26 Ihre Bedeutung ist zu klären.
Das Mikrobiom von Alzheimer-Patienten weist einen geringeren Anteil von Bakterien auf, die die kurze Fettsäure Butyrat bilden, von der bekannt ist, dass sie antientzündlich wirkt, sowie eine höhere Häufigkeit von Bakterien, von denen bekannt ist, dass sie proinflammatorisch wirken. 27 Inzwischen werden personalisierte Ansätze unter Berücksichtigung individueller Stoffwechsel- und Mikrobiomprofile gesucht. 28
Zahnfleischbakterien als Auslöser
Gingipain-Inhibitoren als mögliche Therapieoption: Zahnfleischbakterien können Alzheimer-Demenz hervorrufen. Im Gehirn Verstorbener mit Alzheimer-Demenz wurden Porphyromonas gingivalis nachgewiesen. Auch experimentell wurde der Nachweis eines Zusammenhangs geführt. Forscher infizierten 6 Wochen lang jeden zweiten Tag das Zahnfleisch gesunder Mäuse mit den Bakterien. Anschließend entdeckten sie in den Gehirnen der Tiere in direkter Nachbarschaft zu absterbenden Hirnzellen pathologisches β-Amyloid. Verantwortlich für die Neurodegeneration sind toxische Proteasen des Bakteriums (zusammengefasst als „Gingipain“). Um deren Neurotoxizität zu blockieren, wurden niedermolekulare Gingipain-Inhibitoren synthetisiert und nachgewiesen, dass sie die Infektion und die Neurodegeneration hemmten. Hier eröffnet sich ein neuer Therapieansatz. 29 30
Klinisches Bild
Verlaufsformen
Die Erkrankung verläuft individuell sehr unterschiedlich. Bei einer milden Form sind Apathie, Depression sowie Unruhe am häufigsten. Angst, Enthemmung, Euphorie und Reizbarkeit kommen in unterschiedlicher Form und Kombination hinzu. Es können Wahnvorstellungen auftreten. Der Schlaf-Wachhythmus verschiebt sich mehr als altersbedingt erwartbar ist. Desorientiertheit und Aggressivität können die Betreuung problematisch machen. Wenn zu Beginn depressive Verstimmungen auftreten, entwickelt sich das Vollbild rascher und ausgeprägter, als wenn anfangs keine auffälligen Störungen (Prodromi) vorliegen. 31 Visuelle und akustische Halluzinationen sind bei der Alzheimer-Demenz nicht selten und können die Differenzialdiagnose zur Lewy-Körper-Demenz und zur frontotemporalen Demenz erschweren.
Die Symptome belasten zunehmend die Betreuer/innen, die dem Risiko eines Burnout-Syndroms ausgesetzt sind und oft einer Supervision bedürfen. 32 33 34
Präklinische Phase
Die zugrunde liegenden biochemischen Störungen können bereits lange vor einer erkennbaren Verhaltensauffälligkeit vorliegen (Prädemenz). Mindestens 10 Jahre vor der klinischen Manifestation lässt sich pathologisches Beta-Amyloid (Amyloid-ß, Aß) im Gehirn nachweisen.
Um eine vorbeugende Therapie möglichst frühzeitig beginnen zu können, werden Marker gesucht, die ein erhöhtes Alzheimer-Risiko bereits in dieser Phase erkennen lassen. 35
Ein klinischer Frühindikator für die Entwicklung einer AD scheint der Abbau schriftlicher Fähigkeiten (z. B. weniger komplexe Sätze, inkohärente und unbestimmte Phrasen) zu sein. Er soll bereits bis zu 9 Jahre vor einer klinischen Manifestation auffällig werden. 36 37
Klinische Phase
Die Demenz beginnt schleichend und schreitet langsam fort; zur klinischen Symptomatik der Anfangs-, Mittel- und Spätphase siehe hier. Morphologisch entwickeln sich eine Hirnatrophie und eine Erweiterung der intrazerebralen Liquorräume (Ventrikel), die im MRT diagnostisch verwertet wird.
Diagnostik
Die Diagnose einer Alzheimer-Demenz wird in höherem Alter wegen häufiger Begleiterkrankungen nicht immer korrekt gestellt. Wichtig ist es, sich zunächst darüber klar darüber zu werden, ob eine Demenz vorliegt, und dann, ob es ein Alzheimer-Typ ist.
Klinische Hinweise
Demenz: Bei Patienten mit familiärer Belastung kann ein frühes klinisches Demenz-Stadium durch Tests auf kognitive Fähigkeiten erkannt werden (Beispiel: Montreal Cognitive Assessment, MoCa). Solche Tests beinhalten beispielsweise einen Zahlenverbindungstest, das Abmalen eines Würfels (früher Sternchenlegetest mit Streichhölzern), die Zeichnung eines Uhrenziffernblatts mit einer bestimmten Uhrzeit, Gedächtnistests (Satzwiederholung, Begriffe), das Wiederholen einer kleinen Zahlenreihenfolge vorwärts und rückwärts, eine Rechensaufgabe (z. B. 100 – 7 – 7 – …) und eine Abstraktionsprüfung (Gemeinsamkeiten verschiedener Gegenstände).
Diese Tests können zur Verlaufskontrolle herangezogen werden. Für eine Erstdiagnose ist zu berücksichtigen, dass Ausbildung, Training und aktuelle Form in die Beurteilung eingehen müssen. (Dazu siehe hier.)
Alzheimer-Form der Demenz
Die Alzheimer -Demenz weist typischerweise eine kontinuierliche Abnahme der Hirnleistungsfähigkeit auf, wobei das episodische Gedächtnis besonders nachlässt. Sie wird wahrscheinlich, wenn andere Demenzformen weitgehend ausgeschlossen werden können.
Andere Demenzformen (Differenzialdiagnosen)
Zerebrovaskuläre Demenz mit eher diskontinuierlicher (und nicht kontinuierlicher) Verschlechterung, sowie Zeichen einer Minderdurchblutung des Gehirns auf dem Boden einer Arteriosklerose und Arteriolosklerose. Die Demenz auf dem Boden einer Durchblutungsstörung des Gehirns verläuft dagegen eher schubweise (diskontinuierlich), wobei in erster Linie nicht das Gedächtnis sondern eher ausübende Funktionen betroffen sind.
Demenz bei Alkoholkrankheit mit ihrer typischen Anamnese des Alkoholabusus,
die Demenz mit motorischen Parkinson-Symptomen (beim Morbus Parkinson und bei der Lewy-Körperchen-Demenz).
Bildgebende Diagnostik
Wenn eine Alzheimer-Demenz verdächtigt wird, sind eine neuropsychologische Untersuchung und eine Magnetresonanztomographie des Gehirns (magnetic resonance imaging, MRI) die nächsten Untersuchungsmethoden. Die Positronen-Emissionstomographie (PET) mit Aß-affinen Tracern ([(11) C]-6-OH-BTA-1) ist in der Lage, Aß-Amyloid bereits in einer präklinischen Phase nachzuweisen. 38
In den frühen Anfangsstadien findet man Aß-Amyloid ausschließlich in der frontalen, parietalen, temporalen und occipitalen Hirnrinde (Cortex), die Verbindung zum Hippocampus, dem Cingulum und der Insel haben. Schließlich weiten sich die Ablagerungen auf das Zwischenhirn aus und schließlich auch auf den Hirnstamm und das Cerebellum.
Genetische Untersuchung
Eine genetische Untersuchung auf die Gene APP, PSEN1 und PSEN2 wird als sinnvoll angesehen, um vor einer Vererbung warnen zu können. 39 Eine Indikation kann bestehen für frühzeitig symptomatische Patienten und für Menschen mit einer familiären Belastung mit mindestens einem Fall frühzeitiger Alzheimer-Demenz.
Therapie
Es gelten die Prinzipien der Demenz-Behandlung (siehe hier). Über dies werden Therapieansätze verfolgt, die auf die Entstehung der Alzheimer-Demenz (s. o.) gerichtet sind.
→ Zur Therapie der Alzheimer-Demenz siehe hier.
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