科学者は脳細胞内に生存スイッチを発見

脳卒中、脳震盪、神経変性疾患などの事象の後、ニューロンとその軸索は、自ら修復するよりも劣化する可能性がはるかに高くなります。軸索は、脳や神経系を介して電気信号を伝える長い繊維状の延長部であり、軸索の喪失は神経機能の低下に大きな役割を果たします。

神経変性についての新しい考え方

ミシガン大学の研究者らは、ニューロンが破壊される理由についての長年の仮説に疑問を投げかける研究結果を明らかにした。彼らの研究は、いつか進行性の神経学的損傷から患者を守るのに役立つかもしれない新しい戦略を示唆しています。

雑誌に掲載されました 分子代謝この研究は、脳が損傷後になんとか回復する稀なケースを説明するのにも役立つかもしれない。研究者らは、この新たな視点により、脳自身の防御反応をサポートするように設計された将来の治療法への扉が開かれる可能性があると述べている。

糖代謝がニューロンの回復力をどのように形成するか

研究チームは、確立されたショウジョウバエモデルを使用して、ニューロンの変性に対する抵抗力が糖の処理方法と密接に関係していることを発見した。言い換えれば、代謝はニューロンが弱くなるか耐えるかを決定する上で中心的な役割を果たします。

この研究は、国立衛生研究所、米国国立科学財団、リタ・アレン財団、神経科学クリンゲンシュタインフェローシップの支援を受けました。

「脳損傷やアルツハイマー病などの病気では代謝が変化することがよくありますが、これが病気の原因なのか結果なのかはわかりません」と主著者である分子生物学、細胞生物学、発生生物学のモニカ・ダス・マサチューセッツ州准教授は述べた。

「ここで我々は、糖代謝を下げると神経の完全性が破壊されることを発見しました。しかし、ニューロンがすでに損傷している場合、同じ操作によって保護プログラムが先制的に活性化される可能性があります。軸索は破壊される代わりに、より長く持続します。」

ダメージを感知して変性を制御するタンパク質

筆頭著者である博士研究員である TJ Waller 氏は、損傷後に軸索がどれくらいの期間健康に保たれるかに影響を与えると思われる 2 つのタンパク質を特定しました。これらのタンパク質の 1 つはデュアル ロイシン ジッパー キナーゼ (DLK) で、ニューロン損傷のセンサーとして機能し、代謝が中断されると活性化します。

2 番目のタンパク質である SARM1 (Sterile Alpha and TIR Motif-containing 1 の略) は、長い間、軸索変性に関連していると考えられてきました。この研究は、SARM1の活動がDLK応答と密接に関係していることを示しています。

「私たちが驚いたのは、細胞の内部状態に応じて神経保護反応が変化することです」とダス氏は語った。 「代謝シグナルは、ニューロンが維持するか、破壊し始めるかを決定します。」

保護が損害に変わるとき

ニューロンと軸索が無傷のままである状況では、SARM1 の動きが抑制されている一方で DLK 活性が増加します。この組み合わせは短期的な保護をサポートすると思われます。しかし、研究者らは、このバランスが無期限に続くわけではないことを発見しました。

DLK が長期間アクティブなままになると、その役割が変わります。長期にわたる活性化は進行性の神経変性をもたらし、初期の保護効果が逆転し、時間の経過とともに損傷が加速します。

疾患における DLK を標的にするという課題

DLK はその中心的な役割により、神経変性疾患の研究と治療において重要な焦点となっています。しかし、その二重の性質により、安全に標的を狙うことが難しいとウォラー氏は説明した。

「病気の進行を遅らせたいなら、そのマイナス面を抑制したいのです」とウォーラー氏は言う。 「私たちは、実際に病気の進行を自然に遅らせるのに役立つかもしれない、よりポジティブな側面をまったく阻害していないことを確認したいのです。」

DLK の相反する効果を管理する方法を見つけることは、未解決の課題のままです。 DLK のような分子が保護状態と有害状態をどのように切り替えるかを理解することは、脳損傷や神経変性状態の治療に大きな意味を持つ可能性があります。

ダス氏とウォーラー氏は、このメカニズムを理解することで、「単に損傷を阻止するだけでなく、損傷を強化するためにシステムがすでに行っていることに焦点を当てた、損傷と病気に対する新しい視点が得られる」と述べた。