ミトコンドリアは中枢神経系の損傷に対する免疫反応をサポートすることを科学者らが発見

ノースウェスタン医学の科学者たちは、ミトコンドリアは中枢神経系の特殊な免疫細胞の増殖には必要ではないが、それらの細胞が脱髄損傷に反応するのを助けることを発見した。 出版された で 自然の代謝。

「ミクログリアは多くのものとつながっていることが分かっています 神経疾患「ミトコンドリアは、正常な老化に伴う認知機能の低下やアルツハイマー病など、さまざまな病気の原因となる可能性があります。ミトコンドリアはこれらすべての病気に関係していると考えられています。そこで、ミトコンドリアとミクログリアが何らかの役割を果たしているかどうかを調べたところ、驚いたことに、脱髄疾患以外ではほとんど役割を果たしていないことがわかりました」と、呼吸器・集中治療部門および生化学・分子遺伝学部門の医学教授で、本研究の主任著者であるナブディープ・チャンデル博士（医学博士、デビッド・W・クゲル医学博士）は述べています。

ミクログリアは組織に常在する 免疫細胞 適切な脳の発達と維持をサポートします。ミクログリアの機能不全はアルツハイマー病に関与することが知られており、ミクログリアの機能が中枢神経系疾患の治療の標的となる可能性があることを示唆しています。ミクログリアはまた、中枢神経系における脱髄損傷後の回復を促進する免疫反応を促進します。

ミクログリア細胞の機能は、 ミトコンドリアの機能特にミトコンドリア呼吸鎖は、 タンパク質複合体 シャンデル研究室が発見したミトコンドリア内膜の中に 以前に実証された ミトコンドリア呼吸鎖は他の免疫反応をサポートします。しかし、ミクログリア細胞の機能と増殖にミトコンドリア呼吸鎖が必要かどうかは不明です。

過去の作品 シャンデルの研究室から出版された 自然、 そのことを示した 癌細胞 ミトコンドリア内膜にある5つのタンパク質複合体のうちの1つであるミトコンドリア複合体IIIがなければ、細胞は増殖しません。これは、細胞にエネルギー、つまりATPを生成するミトコンドリア複合体IIIがないと増殖できないことを示しています。 ミトコンドリア機能障害 癌の成長を阻害します。

今回の研究では、研究者らは成体マウスのミクログリアのミトコンドリア複合体IIIサブユニットUqcrfs1を削除し、ミクログリア呼吸鎖がミクログリアの生存と増殖に必須であるかどうかを判定した。驚いたことに、必須ではないことがわかった。

「驚いたことに、成体マウスのミクログリア細胞はミトコンドリア複合体IIIを持たないにもかかわらず、正常に増殖していることがわかりました」とシャンデル氏は言う。「つまり、ミクログリア細胞は他の細胞とは全く異なり、生体エネルギー的に非常に元気で、解糖系で生きられることを示唆しています。」

その後、空間学習・記憶テストであるバーンズ迷路による行動分析を行ったところ、ミトコンドリア呼吸鎖機能の喪失は成体マウスの空間学習・記憶の低下を引き起こすのに十分ではなかったことが明らかになりました。

「ミトコンドリアの機能不全だけでは老化の表現型を示すには不十分で、これはおそらくこの研究で最も驚くべき、しかし興味深い発見の一つだ」とシャンデル氏は語った。

次に研究者らは、家族性アルツハイマー病（5xFAD）のマウスモデルを用いてアミロイドβプラークの沈着を研究した。アミロイドβプラークは脳内の正常な細胞機能を阻害し、 認知機能の低下 アルツハイマー病の場合。

驚くべきことに、Chandel Lab チームは、ミトコンドリア複合体 III 欠損ミクログリアを持つマウスで、海馬のアミロイド ベータ プラーク沈着が減少し、ミクログリアとアミロイド ベータ プラークの相互作用が増加していることを発見しました。しかし、ミトコンドリア複合体 III 欠損ミクログリアを持つ 5xFAD マウスでは、認知機能低下の加速は見られませんでした。

「これは、ミクログリア細胞のミトコンドリア呼吸鎖がアミロイドβプラーク沈着に対する保護反応に必要ではないことを示している」とシャンデル氏は述べた。

しかし、研究者たちは、脱髄損傷後の回復にはミクログリアのミトコンドリア呼吸鎖機能が必要であることを発見した。研究者たちは、多発性硬化症に似た特徴を持つ脱髄パターンを引き起こす銅キレート剤であるクプリゾンを含む飼料でマウスの脱髄を誘発した。

クプリゾンが除去されると、ミクログリアは中枢神経系の軸索を再髄鞘化し、正常な神経機能を回復するのに不可欠でした。

「体内に機能的なミトコンドリアがなければ、それは著しく損なわれます ミクログリア「」と、シャンデル研究室の研究員であり、この研究の主著者であるジョシュア・スツールマン博士は述べた。

著者らによると、この研究結果は、成人の中枢神経系におけるミクログリア細胞の独特な反応にはミクログリア細胞のミトコンドリア呼吸鎖機能が必要であることを示唆している。