農薬が一部の人々にパーキンソン病を引き起こす可能性がある理由
新しい研究は、農薬のパラコートとマネブが遺伝子発現をどのように変化させ、遺伝的に病気にかかりやすい人々にパーキンソン病を引き起こす可能性があるかを明らかにしています。
推定によると、米国では毎年約50,000人がパーキンソン病と診断されています。
何が病気を引き起こすのかは正確にはわかっていませんが、遺伝的要因と環境的要因の両方が重要な役割を果たしていると考えられています。
国立衛生研究所（NIH）は、たとえば、農薬への環境曝露がパーキンソン病を発症するリスクを高める可能性があると指摘しています。
以前の研究では、特に農薬のパラコートとマネブは、すでに遺伝的に病気を発症しやすい人々のパーキンソン病に対する脆弱性を高める可能性があることが示唆されています。
より最近の研究は、農薬と神経変性状態との間のこの関連で働いている神経メカニズムを解き明かそうとしています。
たとえば、いくつかの研究では、農薬が、記憶と情報処理の重要な脳領域である海馬の神経発生（脳が新しいニューロンを作成するプロセス）を妨げることが示されています。
農薬は、遺伝的変化を引き起こすことによってこの効果があります。現在、カナダのオンタリオ州にあるグエルフ大学（U of G）の研究者による新しい研究では、農薬が遺伝子変異を引き起こし、神経変性を引き起こすいくつかの方法が解明されています。
U ofGの分子および細胞生物学の教授である上級研究著者のScottRyanは、研究の背後にある動機について説明しています。彼は、「これらの化学物質にさらされた人々は、他の人々よりもパーキンソン病を発症するリスクが約250パーセント高い」と述べています。
「私たちは、この感受性の高い集団で何が起こっているのかを調査したかったのです。その結果、一部の人々が病気を発症しました」とライアン教授は付け加えます。
調査結果はジャーナルに掲載されました 米国実験生物学会連合。
人間の細胞を調べる最初の研究の1つ
研究者らは、α-シヌクレインタンパク質のコード化に関与する遺伝子に変異があるパーキンソン病患者の幹細胞を使用しました。
この遺伝子の少なくとも30の変化はパーキンソン病に関連しており、α-シヌクレインタンパク質の塊は、よく理解されていませんが、この病気の特徴として十分に立証されています。
新しい研究のために、科学者たちはまた、遺伝子編集を使用して修正した正常な胚性細胞を使用して、α-シヌクレインの遺伝子変異を複製しました。
ライアン教授は、なぜヒト細胞を使用することがこの研究を特に価値のあるものにするのかを説明します。 「これまで、農薬とパーキンソン病との関連は、主に動物実験と、農薬にさらされた農民やその他の人々のリスクの増加を示した疫学研究に基づいていました。」と彼は言います。
「私たちは、人間の細胞内で何が起こっているのかを最初に調査した人の1人です」とライアン教授は説明します。
幹細胞は未分化の細胞であり、特定の種類の細胞に個別化されます。ライアン教授と彼の同僚は、2種類の幹細胞を使用して、それらからドーパミン産生神経細胞を誘導しました。
次に、パーキンソン病の影響を最も受けることが知られているこれらのドーパミン作動性ニューロンを2つの農薬に曝露しました。
農薬はニューロンのエネルギーを枯渇させます
化学物質にさらされたニューロンはミトコンドリアに欠陥があることがわかった。
「細胞の原動力」としても知られるミトコンドリアは、細胞内の細胞小器官であり、糖、脂肪、タンパク質を私たちの体が生き残り機能するために必要なエネルギーに変えます。
しかし、この研究は、農薬の影響を受けたドーパミンニューロン内のミトコンドリアが通常のように自由に動くことができないことを示しました。これはニューロンからエネルギーを「吸い込んだ」。
重要なことに、これらのニューロンを損なうために使用された化学物質のレベルは、米国環境保護庁（EPA）によって「観察された最低の悪影響レベル」と見なされたレベルを下回っていました。
ライアン教授は、これは、これら2つの農薬に関するEPAのガイドラインを再評価する必要があることを意味すると述べています。
「この研究は、誰もが平等ではないことを示しており、より感受性が高く、それを知らないかもしれない人々を保護するために、これらの安全基準を更新する必要があります」と彼は付け加えます。
「パーキンソン病の素因を持つ人々は、これらの低レベルの農薬への曝露の影響をより受けやすく、したがって、パーキンソン病を発症する可能性が高くなります。」
スコットライアン教授
「これが理由の1つです」と彼は結論付けています。「農業地域の近くに住む一部の人々がより高いリスクにさらされている理由。
