HypoAD: volumetric and single-cell analysis reveals changes in the human hypothalamus in aging and Alzheimer’s disease
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Alterations in metabolism, stress response, sleep, circadian rhythms, and neuroendocrine processes are key features of aging and neurodegeneration. These fundamental processes are regulated by the hypothalamus, yet how its functionally distinct subregions and cell types change during human aging and Alzheimer’s Disease (AD) remains largely unexplored. Here, we present HypoAD , a comprehensive atlas of the human hypothalamus in aging and AD, integrating high-resolution MRI from 202 individuals with single-nucleus RNA-seq (snRNA-seq) of 614,403 nuclei from young, AD, and age-matched non-dementia controls. Our analysis reveals that hypothalamic subregions governing metabolism, stress, and circadian rhythms are particularly vulnerable, exhibiting significant changes in both volumes and gene expression during aging and AD. At the molecular level, machine learning models identified the inflammatory response and regulators of circadian rhythms as key cellular predictors of AD. These signatures were reflected in specific cell types: microglia transitioned to a pro-inflammatory state, while inhibitory neurons within sleep-and circadian-regulating hypothalamic subregions showed the most profound transcriptional alterations, including disruptions in ligand-receptor interactions and G-protein-coupled receptor signaling. Together, HypoAD provides a high-resolution volumetric map and a comprehensive transcriptomic atlas of the human hypothalamus in aging and AD, linking lifestyle and behavioral changes to their underlying volumetric and molecular pathways. Additionally, HypoAD provides a framework to investigate hypothalamic dysfunction and establishes a roadmap for targeted interventions aimed at mitigating physiological disruptions to potentially slow disease progression.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».