科学者たちは、脳組織の脂質の 93% が、白質と灰白質、皮質下層、視覚と運動皮質、そして意思決定や社会的行動などの機能を担う前頭前野にそれぞれ異なって分布していることを発見しました。脳脂質組成の異常は精神疾患や認知障害で発生する傾向があるため、これらの分子をマッピングすることで、この疾患に関するより詳しい情報が得られるはずです。ロシア科学財団 (RSF) の大統領プログラムの助成金によって支援されたこの研究は、Nature Communications 誌に掲載されました。
人間の脳内のコレステロールの分布。画像提供: Maria Osetrova。
脳組織の主成分である脂質は脂肪化合物で、灰白質細胞体中の全分子の 35～40%、白質の軸索ミエリン鞘の 78% を占めています。脳組織の脂質は非常に多様で、コレステロール、リン脂質やスフィンゴ脂質などのリン含有化合物、その他の分子が含まれます。脂質はニューロンの代謝と成長、細胞間のシグナル伝達、炎症プロセスの制御に関与しているため、脂質組成の異常は自閉症、統合失調症、アルツハイマー病などの認知障害と関連付けられています。しかし、脂質と脳組織の構造的特徴との関係は十分に解明されていないため、脂質を脳疾患を検出するための分子マーカーとして使用することは限られています。
スコルコボ科学技術研究所の研究者らは、世界初となる人間の脳脂質マップを作成した。研究者らは4人の健康な人の脳組織サンプルを研究し、脳の75箇所の脂質組成を評価した。サンプル中の脂質は質量分析法で特定された。質量分析法は、質量電荷比と磁場内での運動パターンから分子の構造を判定できる。
研究者らは合計419種類の脂質を発見したが、そのほとんど（93%）は人間の脳のさまざまな部位に不均等に分布していた。例えば、皮質下層（脳の最も古い部分）、運動野、視覚野ではコレステロールのレベルが比較的高かったが、複雑な社会的行動や意思決定を担う前頭前野ではこの脂質のレベルが比較的低かった。
脂質のほとんどはミエリン鞘に存在しているため、研究チームは脳の特定の部位におけるミエリン含有量がその典型的な脂質組成に影響を与えるかどうかを調べました。ミエリンが豊富な白質には、主にセラミド、2 種類のリン脂質、飽和脂肪酸を含む脂質が含まれていることが判明しました。白質の主な機能は軸索を介して信号を伝達することであるため、これらの種類の脂質は組織がその機能を果たすために不可欠であると考えられています。
灰白質には軸索ではなく細胞体が集中しており、ミエリンはほとんど存在しないため、多価不飽和脂肪酸脂質が優勢でした。これは、このような分子が細胞内の信号処理に重要である可能性を示唆しています。
「今後、私たちはこの研究で部分的にしかカバーされなかった皮質下脂質膜を徹底的に調査し、さまざまな精神疾患の患者の脳サンプルを研究する予定です。脂質膜の完全な「解読」が可能になれば、精神疾患の性質とそれが脳の構造と機能に与える影響をより深く理解できるようになります。「」と、スコルテク神経センターの研究エンジニアであり、RSF支援プロジェクトに参加しているマリア・オセトロワ氏は言う。
この研究に参加した他の組織には、モスクワ国立大学ロモノーソフ校、ロシア科学アカデミーセミョーノフ化学物理連邦研究センター（モスクワ）、ライプツィヒ大学（ドイツ）、シンガポール国立大学などがある。
ソース：
ジャーナル参照:
オセトロワ、M.、 等 （2024）。成人の脳のリピドームアトラス。 ネイチャーコミュニケーションズ。 doi.org/10.1038/s41467-024-48734-y。
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#世界初人間の脳脂質マップが作成
2024-07-10 06:08:00