健康

脳内の細胞集団がアルツハイマー病を引き起こす

高齢者の脳細胞160万個以上を分析した結果、アルツハイマー病の初期段階で起こる細胞の変化が明らかになり、高齢者の認知症の最も一般的な原因を予防する新たな方法が明らかになる可能性がある。 この研究では、高齢の脳をアルツハイマー病につながらない別の経路に導く第2の細胞群も特定された。 「私たちの研究は、アルツハイマー病が、機能不全の単一細胞ではなく、多くの細胞とその相互作用による病気であることを明らかにしている」とコロンビア大学の神経学者フィリップ・デ・イェーガー氏は言う。同氏はコロンビア大学ヴァゲロス医科大学の神経科学助教授ヴィラス・メノン氏、エルサレム・ヘブライ大学のナオミ・ハビブ氏とともにこの研究を主導した。 「認知機能を維持するために細胞集団を修正する必要があるかもしれない。そして我々の研究は、アルツハイマー病に至る一連の出来事の中で介入できる可能性のあるポイントを明らかにした。」 160万個の脳細胞からのデータ処理 この研究は、新たな分子技術、機械学習技術、そして高齢者から提供された大量の脳を巧みに組み合わせた、技術的な驚異であった。 アルツハイマー病患者の脳サンプルを調べたこれまでの研究では、病気に関係する分子についての知見が得られているものの、アルツハイマー病に至る長い一連の出来事の中でそれらの遺伝子が役割を果たしているのか、また、その過程の各段階でどの細胞が関与しているのかについて、詳細はほとんど明らかにされていない。 「これまでの研究では脳サンプルを全体として分析していたため、細胞の詳細はすべて失われていました」とデ・ヤガー氏は言う。「現在では、脳をより細かい解像度で、個々の細胞レベルで観察できるツールがあります。これを、脳提供者の死亡前の認知状態に関する詳細な情報と組み合わせると、病気の初期段階から脳の老化の軌跡を再構築することができます。」 この新たな分析には400個以上の脳が必要であり、シカゴのラッシュ大学を拠点とする宗教団体研究と記憶と老化プロジェクトから提供された。 研究者らは、それぞれの脳内でアルツハイマー病や老化の影響を受けた脳領域から数千個の細胞を採取した。その後、各細胞を単一細胞RNA配列解析というプロセスにかけ、細胞の活動とどの遺伝子が活性化しているかを解析した。 その後、メノン氏とハビブ氏が開発したアルゴリズムと機械学習技術によって、160万個の細胞すべてのデータが分析され、サンプル内に存在する細胞の種類と他の細胞との相互作用が特定されました。 「これらの方法により、脳機能の変化や認知障害を引き起こす可能性のある分子イベントの連続について新たな知見を得ることができました」とメノン氏は言う。「これは、チームが幸運にもデータを生成することができた大量の脳ドナーと細胞のおかげでのみ可能になりました。」 老化とアルツハイマー病 脳は病気の進行過程のさまざまな段階にある人々から採取されたため、研究者らはアルツハイマー病研究における大きな課題である、アルツハイマー病に関与する細胞の変化の順序を特定し、これらの変化を通常の脳の老化に伴う変化と区別する問題を解決することができた。 「私たちは、脳の免疫細胞である2種類のミクログリア細胞が、アルツハイマー病を特徴づけるアミロイドとタウの蓄積プロセスを開始すると提唱しています」とデ・ヤガー氏は言う。 そして、病理が蓄積すると、アストロサイトと呼ばれる別の細胞が脳内の電気的接続を変化させる重要な役割を果たし、認知障害を引き起こします。細胞は互いに通信し、追加の細胞タイプを取り込み、人間の脳の機能に深刻な混乱を引き起こします。 「これらは、アルツハイマー病や脳の老化に対する革新的な治療法の開発につながる刺激的な新しい知見だ」とデ・ヤガー氏は言う。 「個々の細胞が病気のさまざまな段階にどのように寄与しているかを理解することで、各個人の病原性細胞集団の活動を減らし、脳細胞を健康な状態に戻すための最善のアプローチがわかるようになる」とデ・ヤガー氏は言う。 #脳内の細胞集団がアルツハイマー病を引き起こす