パーキンソン病：なぜ脳細胞は死ぬのですか？
研究者たちは、他の細胞機能に重要であることがすでに知られている分子が、パーキンソン病の脳に蓄積する有毒なタンパク質沈着物であるレビー小体に対する標的としても役立つ可能性があることを発見しました。
カルジオリピンと呼ばれる分子は、ミトコンドリアの必須の膜成分です。ミトコンドリアは、細胞内にエネルギーを与え、代謝を促進する小さな発電所です。
レビー小体型認知症は、パーキンソン病の特徴の1つです。それらは適切に折りたたまれていないα-シヌクレインと他のタンパク質の有毒なクラスターを含んでいます。
現在ジャーナルに掲載されている論文で ネイチャーコミュニケーションズ、カナダのグエルフ大学の研究者は、カルジオリピンがα-シヌクレインを折りたたむ「新しいメカニズム」をどのように発見したかを説明しています。
彼らはまた、カルジオリピンがα-シヌクレインを毒性クラスターから「引き出し」、それをリフォールディングして、タンパク質の毒性の進行を「効果的に緩衝」または遅延させることを発見しました。
「カルジオリピンが果たす重要な役割を特定する」と、大学の分子細胞生物学部の教授である上級研究著者のスコットD.ライアンは、次のように述べています。パーキンソン病に対する治療法の概要。」
α-シヌクレインのメカニズムは不明です
パーキンソン病は、時間の経過とともに悪化する脳消耗性疾患です。この状態の最も一般的な症状には、震え、筋肉の硬直、バランスと協調の障害、運動緩慢などがあります。
また、不安、うつ病、睡眠障害、便秘、倦怠感など、運動とは関係のない症状もあります。
米国では約100万人、カナダでは10万人を含む、世界中で1,000万人以上がパーキンソン病に罹患しています。
この病気は主に50歳以降に発症しますが、症例の10％ではそれより早く発症する可能性があります。
パーキンソン病と他の運動障害の主な違いは、前者は脳の黒質領域のドーパミン産生細胞の死によって引き起こされるということです。
ドーパミンは、動きを制御するのに役立つメッセンジャー分子、または神経伝達物質です。パーキンソン病の多くの治療法は、ドーパミンの脳内レベルを上げることを目的としています。
誤って折りたたまれたα-シヌクレインはレビー小体型認知症の特徴であり、その存在はパーキンソン病のドーパミン細胞の死に先行しますが、具体的なメカニズムはやや不明です。
しかし、私たちが知っていることは、それが通常の形であるということです、α-シヌクレインは細胞の健康な機能にとって重要であるようです。
たとえば、α-シヌクレインは神経伝達物質の貯蔵とリサイクルに重要であり、ドーパミンのレベルを上げる酵素の制御にも役割を果たしている可能性があることを示唆する証拠があります。
カルジオリピンの効果は脳細胞で減少しました
脳細胞が誤って折りたたまれたα-シヌクレインをどのように処理するかを調べるために、ライアン教授と彼の同僚は、ヒト幹細胞を使用して実験を行いました。
「私たちは考えました」とライアン教授は言います。「細胞が通常どのようにα-シヌクレインを折りたたむかをよりよく理解できれば、そのプロセスを利用してこれらの凝集体を溶解し、病気の拡大を遅らせることができるかもしれません。」
研究者らは、正常な幹細胞を、α-シヌクレイン遺伝子の変異バージョンを持っているパーキンソン病の人々の幹細胞と比較しました。
これらの実験を通じて、チームは、α-シヌクレインが脳細胞内のミトコンドリアに付着し、ミトコンドリア内のカルジオリピンがタンパク質を非毒性の形にリフォールディングし、α-シヌクレインの毒性のプロセスを遅らせることを発見しました。
科学者たちはまた、家族性パーキンソン病につながるα-シヌクレインの変異型を持っていた細胞では「緩衝能力が低下している」ことを発見しました。
したがって、研究者らは、α-シヌクレイン毒性の進行を遅らせたり止めたりするカルジオリピンの能力は、最終的には圧倒され、パーキンソン病の人々の細胞死につながることを示唆しています。
彼らは、彼らの結果が、α-シヌクレインの折り畳みにおけるカルジオリピンの役割を標的とすることにより、病気の進行を遅らせる新薬につながる可能性があると信じています。
「希望は、動物モデルの自発運動障害を救うことができるようになることです」とライアン教授は言います。これは、この病気の原因を治療するための大きな一歩です。」
「この発見に基づいて、パーキンソン病で神経細胞が死ぬ理由と、どのように介入できるかについての理解が深まりました。」
スコットD.ライアン教授
