アルツハイマー病：このメカニズムを標的にすると、記憶力の低下を逆転させることができますか？
脳細胞間の壊れた接続を修復する新しい遺伝的アプローチは、アルツハイマー病の記憶容量を回復する治療につながる可能性があります。
新しいアプローチは、病気の後期に発生する傾向がある遺伝子発現の変化を逆転させます。
ニューヨーク州立大学バッファロー校の科学者たちは、この方法がどのようにしてマウスのアルツハイマー病の記憶力低下を逆転させることができるかを実証しました。
アルツハイマー病の原因に関する多くの遺伝子研究は、遺伝子のDNAの変化に焦点を当てています。
しかし、新しい研究はエピジェネティクスに焦点を当てています。エピジェネティクスは、DNAコードを乱すことなく遺伝子のオンとオフを切り替えることができるメカニズムに関係しています。
仕事についての論文がジャーナルに掲載されました 脳.
「この論文では、生理学と生物物理学の教授である上級研究著者のジェン・ヤン博士は、次のように述べています。「私たちは、記憶喪失に寄与するエピジェネティックな要因を特定しただけでなく、方法も見つけました。 [アルツハイマー病]の動物モデルで一時的にそれらを逆転させること。」
アルツハイマー病とシナプスの喪失
アルツハイマー病は認知症の主な原因です。世界保健機関（WHO）によると、認知症を患っている世界中の5,000万人の60〜70％がアルツハイマー病を患っています。
アルツハイマー病を発症するほとんどの人は、60歳から70歳の間に症状を経験し始めます。彼らは、簡単な日常のタスクを覚えたり、考えたり、実行したりするのが困難になります。最終的に、彼らは独立して生きることができなくなります。
専門家はアルツハイマー病の原因を完全には理解していませんが、遺伝子、環境、ライフスタイルの組み合わせによって発症することを示唆しています。
アルツハイマー病の際立った特徴の1つは、ニューロンまたは脳細胞間の接合部であるシナプスの喪失につながる脳損傷の一種です。
ある細胞からの信号は、シナプスのギャップを通過する神経伝達物質と呼ばれる化学伝達物質によって別の細胞に渡されます。
エピジェネティクスとグルタミン酸受容体
シナプス間のコミュニケーションが効果的に機能するためには、脳細胞は受容体と呼ばれる豊富な特殊なタンパク質を必要とします。これらの1つであるグルタミン酸受容体は、短期記憶と学習に不可欠であるとヤンは言います。
記憶力と思考力の最も重大な低下はアルツハイマー病の後期に起こるようであり、これの主な理由はグルタミン酸受容体の喪失であるように思われます。
「アルツハイマー病では、前頭葉のグルタミン酸受容体の多くのサブユニットがダウンレギュレートされ、興奮性信号が破壊され、作業記憶が損なわれることがわかりました。」とYan氏は説明します。
彼女は、アルツハイマー病で発生するエピジェネティックな変化は、病気の後期に発生する傾向があると付け加えています。これは、人々が新しい情報を保持し、「最も劇的な認知機能低下」を経験するのに苦労しているときです。
さまざまなエピジェネティックなメカニズムにより、遺伝子のオンとオフを切り替えたり、遺伝子の発現をアップレギュレートまたはダウンレギュレートしたりできます。
たとえば、一部のメカニズムでは、遺伝子のDNAに化学タグを付けたり、パッケージの構造を変更して、DNAの一部を細胞プロセスに多かれ少なかれアクセスできるようにすることができます。
遺伝子がタンパク質をコードしている場合、アップレギュレーションまたはダウンレギュレーションは、細胞がタンパク質を多かれ少なかれ作ることにつながります。
研究者らは、グルタミン酸受容体の減少を引き起こしているエピジェネティックなメカニズムのタイプが、「抑制的なヒストン修飾」という名前で呼ばれるパッケージングを変更するメカニズムであることを発見しました。
彼らは、アルツハイマー病のマウスモデルとこの病気の人々の死後組織で抑制的なヒストン修飾が増加している証拠を発見しました。
エピジェネティックなメカニズムは、遺伝子をダウンレギュレートし、グルタミン酸受容体の産生を減少させます。これは「シナプス機能の喪失と記憶障害につながります」とYanは言います。
脳疾患治療の新しい方向性
抑制的なヒストン修飾を制御する酵素があるので、調査結果はそれらを標的とする薬がアルツハイマー病を治療するための有望な候補である可能性があることを示唆しています。
マウスモデルをさらに使用して、チームはこれが当てはまる可能性が高いことを確認しました。
酵素をブロックする化合物を動物に注射すると、作業、空間、認識の記憶が改善され、約1週間続きました。
改善はまた、「前頭皮質におけるグルタミン酸受容体の発現と機能の回復」と一致した、とヤンは述べています。
アルツハイマー病やその他のそのような脳疾患は、1つの遺伝子だけに関連することはめったにありません。それらは通常多遺伝子性です、すなわち、それらは多くの遺伝子を含み、それぞれが小さな効果しか持っていません。
ヤンは、エピジェネティックなプロセスはしばしばいくつかの遺伝子に影響を与えるので、それらは多遺伝子状態のためのより実り多い治療標的を提供することができると言います。
「エピジェネティックなアプローチは、遺伝子のネットワークを修正することができます。これにより、細胞が集合的に正常な状態に復元され、複雑な脳機能が復元されます。」
ジェンヤン博士
