新しいアプローチは、神経変性疾患で脳細胞を救うかもしれません
ヒトの細胞とマウスの新しい研究によると、アルツハイマー病やハンチントン病などの神経変性疾患は、治療の新しい標的を提供する可能性のある脳細胞損傷のメカニズムを共有しています。
最近 ネイチャーニューロサイエンス 研究は、研究者がどのようにメカニズムを発見し、それがどのようにニューロンまたは神経細胞の死につながるかを説明しています。
「このような喪失を特徴とする多くの疾患で神経細胞死を減らすための潜在的な新しい方法を特定しました」と、スタンフォード大学医学部の化学およびシステム生物学の教授である上級研究著者のDariaMochly-Rosen博士は述べています。カリフォルニアの医学部。
このメカニズムには、ミクログリアとアストロサイト、通常はニューロンの保護に役立つ2種類の細胞、または神経細胞が関与します。
ミクログリアと星状細胞はグリア細胞であり、科学者がかつて「神経系の接着剤」と見なしていた細胞の一種です。
しかし、グリア細胞が脳の発達と機能に重要な役割を果たすことを研究者がますます発見しているため、これはもはや当てはまりません。
アストロサイトが果たす多くの仕事の中には、ニューロンが互いに作る接続の数と場所を決定することがあります。これらのグリア細胞は、成長因子や代謝に不可欠な物質など、さまざまな化学物質も放出します。
一方、ミクログリアは組織損傷の兆候を監視し、病原体やニューロンからの断片や破片など、組織損傷を引き起こす可能性のある薬剤を取り除きます。
グリア細胞と神経変性疾患
脳細胞内の毒性タンパク質の蓄積は、現在、アルツハイマー病、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症（ALS）などの神経変性疾患のよく知られた特徴です。
有毒なタンパク質の蓄積は、神経細胞が適切に機能するのを妨げ、最終的にはそれらの死を引き起こします。
彼らの研究論文では、著者らは神経変性疾患のもう1つのあまり知られていない特徴についても説明しています。この特徴は、グリア細胞が「炎症誘発性因子の分泌の増加を引き起こす状態に」活性化することです。
グリア細胞のこの活性化は、次に、ニューロンにも損傷を与える一連のプロセスにつながります。科学者たちは、このメカニズムのコレクションを「神経炎症」と呼んでいます。
研究者たちは、グリア細胞による神経炎症の引き金はニューロンからの破片の存在であると推測しています。
たとえば、動物実験では、脳損傷後、ミクログリアが星状細胞を活性化してA1と呼ばれる状態にし、ニューロンにさらなる損傷と死を引き起こす可能性があることが示されています。
しかし、このメカニズムの引き金は、星状細胞が過活動のA1状態に入るのを止めることができる化合物があるかどうかと同様に不明でした。これらは、新しい研究が取り組もうとした質問です。
ミトコンドリアとその予期しない行動
ミクログリアを調べる際に、研究者らは、除去するニューロンのビットがない場合にも、炎症の有害で悪循環が発生する可能性があることを示しました。それで、彼らは引き金を探しに行きました。彼らはそれがミトコンドリアの振る舞いの奇妙な形であることに気づきました。
ミトコンドリアは細胞内の小さな発電所であり、細胞がタンパク質を作り、さまざまな機能を実行するためのエネルギーを生成します。典型的な細胞は何千ものミトコンドリアを含むことができます。
チームが発見したのは、驚いたことに、これらの小さな細胞成分が細胞間で死の信号を送ることができるように見えることでした。
ミトコンドリアは、細胞内のサイズ、形状、および位置が変化する継続的な動的状態にあります。それらは絶え間ない核分裂と融合の過程で断片化して再構築し、これら2つの過程のバランスによって、ミトコンドリアが細胞内でどれだけうまく機能するかを決定することができます。
融合が多すぎると、ミトコンドリアの敏捷性が失われます。分裂が多すぎて、断片化されすぎて機能しなくなります。
神経変性疾患の背後にある有毒なタンパク質は、ミトコンドリアの核分裂と核融合のバランスを維持するために必要な酵素であるDrp1の活動亢進に拍車をかける可能性があるようです。
以前の研究で、Mochly-Rosenと彼女のチームは、ペプチドまたは小さなタンパク質であるP110による治療が、ミトコンドリアの分裂と、その結果としての過活動Drp1が誘発する細胞損傷を軽減できることを発見しました。
炎症とニューロン死の減少
新しい研究では、研究者らは、マウスをP110で数か月にわたって治療すると、ミクログリアと星状細胞の活動、および動物の脳の炎症が減少することを発見しました。
培養細胞を使用したさらなる実験で、チームはミクログリアとアストロサイトの両方が損傷したミトコンドリアを周囲に追い出すことができ、これらがニューロンを損傷して殺すことができることを発見しました。これらの実験は、P110がこれをブロックできることも示しました。
最近の研究では、健康な細胞もミトコンドリアを排出することができ、これは害を引き起こさないことが示されています。しかし、炎症を起こしたミクログリアと星状細胞は、損傷したミトコンドリアを排出していました。これは、近くのニューロンにとって致命的でした。
チームは、P110がミクログリアと星状細胞内のミトコンドリアの断片化をブロックして、ニューロンの死を大幅に減らすことができることを発見しました。
研究者たちは現在、グリア細胞から放出された損傷したミトコンドリアがどのようにニューロンの死を引き起こすのかを正確に調べるために調査を続けています。
