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神経細胞 (ニューロン) は、私たちの体の中で最も複雑な種類の細胞の 1 つです。 それらは、発生中に樹状突起と軸索と呼ばれる分枝状の枝を伸ばし、何千ものシナプスを確立して複雑なネットワークを形成することによって、この複雑さを達成します。 ほとんどのニューロンの生成は胎児の発育に限定されていますが、成人期を通じて例外的に神経新生に恵まれている脳領域はほとんどありません。 これらの領域で生まれたニューロンがどのようにして正常に成熟し、完全に形成された器官内でその機能を発揮するために競争力を維持するのかは不明です。 しかし、これらのプロセスを理解することは、病気中の脳修復アプローチに大きな可能性を秘めています。
ケルン大学の老化研究におけるCECAD優秀クラスターのマッテオ・ベルガミ教授率いる研究チームは、イメージング、ウイルス追跡、電気生理学的技術を組み合わせて、マウスモデルでこの問題に取り組みました。 彼らは、新しいニューロンが成熟するにつれて、樹状突起に沿ったミトコンドリア（細胞の発電所）が融合ダイナミクスを促進して、より細長い形状を獲得することを発見しました。 このプロセスは、新しいシナプスの可塑性を維持し、複雑な経験に応じて既存の脳回路を洗練する上で鍵となります。 「成人生まれのニューロンにおけるシナプス可塑性の臨界期におけるミトコンドリア融合の強化」という研究がジャーナルに掲載されました。 ニューロン。
ミトコンドリア融合は新しいニューロンに競争上の優位性を与える
成人の神経新生は、認知と感情的行動の側面を制御する脳領域である海馬で起こります。 一貫して、海馬の神経新生速度の変化は、神経変性疾患およびうつ病性疾患と相関することが示されています。 この領域で新たに生成されたニューロンは、長期間にわたって成熟して高レベルの組織可塑性を確保することが知られていますが、根底にあるメカニズムについての理解は限られています。 Bergamiらの研究結果は、ニューロンの成熟そのものではなく、新しいニューロンの樹状突起におけるミトコンドリア融合のペースが、シナプスにおけるニューロンの可塑性を制御していることを示唆している。
私たちは、ミトコンドリア融合がない状態でも新しいニューロンが実際にほぼ完全に発達するのに、明らかな変性の兆候もなく生存率が突然低下することを見て驚きました。 これは、新しいニューロンがネットワークに統合される際に受ける選択プロセスの一部である、シナプスにおけるニューロンの競合を調節する際の融合の役割を主張しています。」
マテオ・ベルガミ教授、ケルン大学老化研究におけるCECAD優秀クラスター
この発見は、ミトコンドリアの動態（融合など）の機能不全がヒトの神経障害を引き起こすという知識を広げ、融合がアルツハイマー病やパーキンソン病などの疾患におけるシナプス機能とその機能不全の制御において、これまで考えられていたよりもはるかに複雑な役割を果たしている可能性があることを示唆している。
科学者らは、生理学的状態における神経可塑性の基本的な側面を明らかにすることに加えて、これらの結果が疾患状態における神経可塑性と認知機能を回復するための特定の介入につながることを期待している。
ソース：
参考雑誌:
コーちゃん、SMV、 他。 (2024) 成人生まれのニューロンにおけるシナプス可塑性の臨界期におけるミトコンドリア融合の強化。 ニューロン。 doi.org/10.1016/j.neuron.2024.03.013。
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#成人の神経新生と脳回路の洗練に重要なミトコンドリア融合
2024-04-06 03:01:00