毎日の薬物は、高高度で低酸素生活の健康上の利点を捉えています

平均的な人にとっては、酸素が海面よりも少ない高地での生活は、心臓病の低い割合から持久力の増加まで、健康上の利点を持つことができます。しかし、過去の子供時代にめったに生き残れない遺伝性ミトコンドリア疾患を持つ生まれた人にとっては、山頂で見られるような低酸素空気は命を救う可能性があり、寿命を延ばし、症状を排除する可能性があります。

現在、Gladstone Institutesの科学者は、低酸素を呼吸する効果を模倣する薬を開発しています。 LEIGH症候群のマウス – 最も一般的な小児症候群のミトコンドリア疾患 – は、疾患の後期に与えられたとしても、脳損傷と筋肉の衰弱を3倍以上逆にした寿命を延長しました。

「この病気のすべての患者が山に移動することは実用的ではありません」と、セルに掲載された新しい研究の上級著者であるグラッドストーン捜査官のイシャ・ジャイン博士は言います。 「しかし、この薬は、患者に同じ利益を適用するための制御された安全な方法である可能性があります。」

低酸素症で使用される化合物は、南サンフランシスコを拠点とする迷路治療薬と協力して特定されました。 Gladstoneの研究チームは現在、臨床翻訳を可能にするために、低酸素症の第2世代バージョンを調査しています。

Leigh症候群は、酸素を使用してエネルギーを生成する細胞の部分であるミトコンドリアが効率的に機能せず、未使用の酸素が組織内に蓄積するまれな遺伝的疾患です。体は生き残るために酸素を必要としますが、これらの高レベルの酸素はすぐに細胞を損傷して殺します。

2016年、Jainは、4,500メートル（または14,764フィート）の標高で発見されたものに相当する呼吸する低酸素空気をマウスのLeigh症候群に治療できることを示す研究チームの一部でした。治療は機能します。なぜなら、肺に息を吸う酸素が少なく、臓器に閉鎖されているため、故障したミトコンドリアは圧倒されず、過剰な酸素が蓄積しないためです。

「LEIGH症候群と関連する障害では、問題であるのはエネルギーの枯渇だけでなく、酸素の蓄積です」とARC研究所の中核調査員でもあるJain氏は説明し、生化学の教授でもあります。 UCサンフランシスコ。 「それは供給需要の不一致です。したがって、酸素の供給を減らすことができれば、その不一致を修正します。」

Jain’s Labは、低酸素空気を必要とせずに、体にこの同じ酸素低下効果をもたらす方法を発見するために着手しました。彼らは、血流を通って酸素を運ぶ分子であり、それを組織に届けるヘモグロビンに焦点を合わせました。

「ヘモグロビンが酸素を結合していることを操作すると、組織への供給方法を変えることができます」と、グラッドストーンの研究関係者であり、新しい研究の最初の著者であるスカイラー・ブルームは言います。 「直感に反するかもしれませんが、ヘモグロビンをよりしっかりと結合する薬物が欲しかったのです。つまり、組織に届かれず、通常よりも低い酸素レベルを経験しました。」

迷路の治療法で、JainとBlumeは公開された科学文献を検索して、この説明に合った化合物を特定し、現在のHypoxystatと呼ばれるものに着陸しました。

低酸素症は、鎌状赤血球貧血の無関係な兆候のために最初に設計された再利用された化合物です。研究者は、この薬がヘモグロビンを作ったことが酸素をよりしっかりと結合し、組織に送達される酸素の量を下げることを示しました。

チームは、病気の症状が通常動物で始まるときに、寿命の早い段階で毎日の低酸素症でマウスをLEIGH症候群で治療しました。その結果、マウスはもはや脳病変を発症せず、筋肉の脱力や協調の喪失を示しなくなり、3倍以上住んでいました。

驚くべきことに、この薬は、マウスが高齢になるまでそれを服用し始めていても、大きな症状がすでに現れていた場合でも、同様の効果をもたらしました。化合物は脳、筋肉、行動症状を逆転させた。

「この薬は病気の進行を止めただけでなく、実際にそれを逆転させた」とブルームは言う。 「それは、吸入された低酸素で真実であることを知っていたものであり、私たちはそれを主に再現することができました。」

研究者は、低酸素症候群を含むLeigh症候群を超える状態や、低酸素が有益であることが示されている一般的な脳および心血管症を含むLeigh症候群を超える状態で最終的に有用であると述べています。彼らはまた、ヘモグロビンを反対方向に操作する他の薬物を開発できることを指摘している – 組織により多くの酸素を供給する。

「病気のガスベースの治療法は本当にユニークであり、それらを薬物に詰めることができることは、新しい珍しい概念です」とJain氏は言います。 「この有望な戦略が私たちをどこに連れて行くかを楽しみにしています。」

Blue SY、Garg A、Matthew、Midha Ad、Chew BTL、Lin B、Yu C、Dick R、Lee PS、Situ E、Sarwaikar R、Green E、Ramanan V、Grotenbberg G、Hoek M、Sinz C、Sinz C、 Jain IH。
低酸素症、酸素ヘモグロビン親和性を増加させる低分子型低酸素療法。
細胞。 2025年2月12日：s0092-8674（25）00098-4。 doi： 10.1016/j.cell.2025.01.029