アルツハイマー病：脳細胞の損傷につながるものは何ですか？
科学者たちは、アルツハイマー病の特徴である有毒な脳タンパク質がニューロンや脳細胞に損傷を与えるメカニズムを発見しました。
発見をしたフランスのグルノーブル神経科学研究所のチームはまた、病気の初期段階でメカニズムを武装解除する潜在的な方法を示唆しています。
この研究は、他の脳細胞からの信号を受信する脳細胞の分岐部分の小さな構造である樹状突起棘の機能に関するものです。
アルツハイマー病の人々の脳に蓄積する有毒なタンパク質であるベータアミロイドが、樹状突起棘の機能を破壊するメカニズムを引き起こすようです。
このメカニズムはコフィリン1と呼ばれるタンパク質を無効にし、このタンパク質の活性は樹状突起棘の健康的な機能にとって重要です。
ザ・ Journal of Neuroscience 最近、この研究に関する研究論文を発表しました。
チームがマウスモデルとアルツハイマー病の人々からの脳組織サンプルをどのように使用して発見に到達したかについて説明します。
重要な発見は、毒性タンパク質の構成要素であるベータアミロイドペプチドへの曝露が、不活性型のコフィリン1の増加につながったことでした。
「さらに」と、研究の共著者であるホセ・マルティネス・ヘルナンデス博士は述べています。彼は現在、スペインのバスク大学の生化学および分子生物学の学部で働いています。長期的には棘が少なくなります。それらが機能しなくなると、時間の経過とともに徐々に失われます。」
アルツハイマー病は脳のつながりを破壊します
アルツハイマー病は不可逆的な脳疾患であり、時間の経過とともに悪化します。それは認知症の最も一般的な原因です。
この病気は、アルツハイマー病の人が自分の世話をすることができなくなるまで、簡単な作業を覚え、考え、実行する能力を侵食します。ほとんどの人は60代半ばに症状を経験し始めます。
米国国立老化研究所によると、専門家は、米国には550万人以上のアルツハイマー病患者がいると信じています。
認知症の形態が異なれば、特徴も異なります。アルツハイマー病の際立った特徴には、ベータアミロイドとタウと呼ばれる別のタンパク質の毒性の蓄積とニューロン間の接続の喪失が含まれます。
ニューロンは脳内で情報を伝達し、脳から臓器や筋肉などの体の他の部分に信号を運びます。
脳内の数十億のニューロンは、シナプスと呼ばれる「特殊な構造」を介して化学メッセージを送受信することにより、相互に通信します。これらの構造は、経験に応じて、行き来し、強めたり弱めたりします。
脳はシナプスの化学的性質と構造を変えることによって長期的な情報を保存します。科学者たちは、シナプスの動的で変動する性質が記憶と学習を支えていると信じています。
シナプス、樹状突起棘、および細胞骨格
情報が化学伝達物質の形でシナプスを横切ってある脳細胞から別の脳細胞に移動すると、樹状突起と呼ばれる分岐構造が信号を受信ニューロンにもたらします。
樹状突起棘は、他の脳細胞からの信号を積極的に受信する分岐構造上の小さな突起です。
最近の研究は、アルツハイマー病の影響を受けた脳組織において、有毒なベータアミロイドが樹状突起棘のコフィリン1タンパク質の活性を低下させることによってシナプスをどのように損なうかを明らかにしています。
脳細胞は、その三次元構造を維持するだけでなく、細胞内の物質の動的輸送にも関与する細胞骨格を持っています。
細胞骨格は、非常に活性の高いアクチンフィラメントで構成されているため、この能力を備えています。これは、マルティネスが説明するように、「固定されていますが、エスカレーターのように常に動いています」。
コフィリン1は、フィラメントを別々のアクチンユニットに分解します。これは「ダイナミクスをアクティブに保つタスク」です。
コフィリン1を不活性化すると、樹状突起棘が損なわれます
ただし、コフィリン1へのリン酸化、またはホスホリル基の付加により、タンパク質は不活性になります。
研究者らは、培養脳細胞におけるベータアミロイドペプチドへの曝露がどのようにリン酸化コフィリン1を増加させるかを観察しました。これにより、アクチンフィラメントのダイナミズムが低下し、樹状突起棘が信号を受信する能力が損なわれました。
さらなる調査により、Rho関連プロテインキナーゼ（ROCK）と呼ばれる酵素がコフィリン1のリン酸化を低下させる標的になる可能性があることが明らかになりました。この酵素は、リン酸化によって他の分子を活性化および非活性化します。
ROCKをブロックするファスジルと呼ばれる薬を使ったテストは、チームがアクチンフィラメントで観察した効果を逆転させることを示しました。
マルティネスは、研究結果は、アルツハイマー病の初期段階でROCKとコフィリン1を標的にすることで、ベータアミロイドが樹状突起棘とシナプスに与える損傷を回避できる可能性があるという考えを支持していると述べています。
彼は、脳細胞におけるコフィリン1の「そのリン酸化を特異的に停止する」薬剤のさらなる研究は、新しいアルツハイマー病の治療法を見つけるための有望な手段である可能性があることを示唆しています。
「私たちは作用機序を考え出していませんが、コフィリン1のリン酸化経路の阻害が、ベータアミロイドペプチドへの曝露がタンパク質の不活性化とその結果としての樹状突起棘の細胞骨格への影響を引き起こすのを防ぐことを確認しました。 」
JoséMartínez-Hernández、Ph.D。
