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大逆転!アルツハイマー病の「殺人者」は実際に脳を保護し、有毒分子を効果的に除去できる

2024-09-08

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アルツハイマー病(ad) によると、古典的な病理学的特徴が 2 つあり、その 1 つは患者の脳内のベータアミロイド斑の過剰な蓄積であり、もう 1 つはタウタンパク質によって引き起こされる神経もつれです。このため、タウタンパク質はアルツハイマー病の発症を促進する「殺人者」として特定されることがよくあります。

しかしその一方で、タウタンパク質自体はニューロンの機能に不可欠であり、たとえば、ニューロンは重要な分子を輸送するために微小管システムに大きく依存しています。タウタンパク質は微小管を安定化する役割を果たしています。ただ、タウタンパク質が異常にリン酸化され、凝集して原線維のもつれを形成し続けると、ニューロンが「ジャンク」タンパク質のこの部分を除去できなくなり、悪いことが起こります。

しかし、それがタウのすべてではありません。ベイラー医科大学のヒューゴ・ベル教授は、nature neuroscience に掲載された最近の研究で、脳の神経系の研究に長年取り組んできました。タウタンパク質は、微小管の正常な働きを維持するだけでなく、アルツハイマー病の発症を防ぐ重要な要素でもあります。タウタンパク質は、グリア細胞が有毒な脂質を除去し、ニューロンへの損傷を軽減するのを効果的に助けます。


さまざまな種類の細胞が機能を果たす際に、活性酸素種 (ros)過剰な ros は、酸化ストレスや過酸化脂質などのさまざまな有毒分子の生成を引き起こす可能性があります。非常に活発な神経系である神経組織は、大量の ros を生成するだけでなく、ニューロンは高レベルの ros にも特に敏感です, このため、脳もrosの影響に対処するためのさまざまな戦略を持っています。

belle 教授はかつて、ニューロンが ros に直面した後、生成された過酸化脂質をグリア細胞に輸送し、グリア細胞がこれらの脂質を蓄積し、脂肪滴の形で周囲の環境から隔離し、これらの脂質を消化して分解することさえできることを発見しました。エネルギー供給もできて一石二鳥です。

画像出典:123rf

他の研究では、神経細胞またはグリア細胞モデルでタウタンパク質が過剰発現すると、高レベルの ros が観察される可能性があることが判明しました。次に、ros の増加により、ゼブラフィッシュのタウタンパク質発現も上方制御される可能性があります。それでは、タウタンパク質とrosの間の具体的なバランス機構は何でしょうか?

新しい研究の実験で、著者らはまず、ショウジョウバエの網膜でタウタンパク質を過剰発現させようとした。この領域のグリア細胞もrosの影響を受け、脂肪滴を形成する。しかし、タウタンパク質が制御不能に徐々に蓄積すると、グリア細胞の形態は変化し、ros に対する感受性が高まるだけでなく、脂肪滴を形成する能力も著しく弱まります。。さらに、ショウジョウバエの脳におけるタウタンパク質の過剰な蓄積も、グリア細胞の脂肪滴形成能力を妨げる可能性があります。これは実際には特に予想外のことではありません。

▲タウタンパク質のレベルが高すぎると、グリア細胞の脂肪滴形成能力が損なわれます。(画像出典:参考文献[1])


その後、著者らは逆の方向に進み、タウタンパク質を欠く追加のハエを構築した。しかし、これらのハエの能力は同様であり、過酸化脂質を収集して正常に脂肪滴を形成することもできず、同時にハエは神経変性変化、特に運動能力の明らかな欠陥を示した。

このような状況が発生する理由は、タウタンパク質はグリア細胞の脂肪滴形成に必須です、脂質代謝を調節するだけでなく、グリア細胞が ros にうまく対処できるようにすることもできます。これは、タウタンパク質が新たな神経保護効果を持っていることを示しています。同時に、タウタンパク質が多すぎても少なすぎても、その保護効果は失われます。

ベル教授は、タウタンパク質は神経変性疾患において「悪者」の役割を果たすと考えられているが、新しい研究では少なくともグリア細胞においては間違いなく「善玉」であることが示されていると指摘した。健康な脳と神経疾患におけるタンパク質の役割を理解します。

アルツハイマー病 (ad) は人類が直面する主要な医学的問題の 1 つであり、2050 年までに世界中のアルツハイマー病患者の数が現在のレベルの 3 倍になる可能性があります。
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