新しい研究では、脳内の混乱の波と体液の流れがどのように頭痛を引き起こすのかを初めて説明し、オーラに関連する神経症状とそれに続く片頭痛の関係を詳しく説明しています。この研究では、頭痛の原因となる可能性のある新しいタンパク質も特定されており、新しい片頭痛薬の基礎となる可能性があります。
「この研究では、偏頭痛に関連するオーラの原因となる現象である拡散脱分極のエピソード中に脳内で放出されるタンパク質の濃度増加によって引き起こされる中枢神経系と末梢神経系の相互作用について説明します」と、研究者らは述べています。 マイケン・ネーデルガード、医学博士、DMScロチェスター大学共同ディレクター トランスレーショナル神経医学センター サイエンス誌に掲載されたこの新しい研究の主執筆者でもある。「これらの発見は、片頭痛を予防・治療し、既存の治療法を強化するために、感覚神経の活性化を抑制するための新たな標的を多数提供してくれる。」
10 人に 1 人が片頭痛を経験していると推定されており、そのうちの約 4 分の 1 では頭痛の前に前兆、つまり光の点滅、盲点、複視、チクチクする感覚、手足のしびれなどの感覚障害が起こります。これらの症状は通常、頭痛の 5 分から 60 分前に現れます。
このオーラの原因は皮質拡散性抑鬱と呼ばれる現象で、グルタミン酸とカリウムの拡散が脳全体に波のように広がり、酸素レベルを低下させて血流を阻害することで、ニューロンやその他の細胞が一時的に脱分極します。脱分極は脳皮質の視覚処理中枢で発生する場合が最も多く、そのため、視覚症状が頭痛の前兆として最初に現れます。
片頭痛の前兆は脳で発生しますが、脳自体は痛みを感知できません。これらの信号は、代わりに中枢神経系（脳と脊髄）から末梢神経系に伝達されます。末梢神経系は、脳と体の他の部分の間で情報を伝達する通信ネットワークであり、触覚や痛みなどの情報を伝える感覚神経も含まれています。片頭痛における脳と末梢感覚神経の間の通信プロセスは、ほとんど謎のままです。
流体力学モデルが片頭痛の痛みの原因を解明
ネダーガード氏とロチェスター大学およびコペンハーゲン大学の同僚は、脳内の体液の流れを解明する先駆者です。2012年、同氏の研究室は、脳脊髄液 (CSF) を使って脳内の有毒なタンパク質を洗い流すグリンパティック システムについて初めて説明しました。流体力学の専門家と協力し、チームは脳内での CSF の動きと、タンパク質、神経伝達物質、その他の化学物質の輸送における CSF の役割に関する詳細なモデルを構築しました。
最も広く受け入れられている説は、脳を包む膜の外側表面にある神経終末が、オーラに続く頭痛の原因であるというものだ。マウスで行われたこの新しい研究では、別の経路が説明され、神経を活性化して痛みを引き起こす原因である可能性のあるタンパク質が特定されている。その多くは、新しい薬剤のターゲットとなる可能性がある。
脱分極波が広がると、ニューロンは炎症性タンパク質やその他のタンパク質を脳脊髄液に放出します。マウスを使った一連の実験で、研究者らは脳脊髄液がこれらのタンパク質を三叉神経節に輸送する方法を示しました。三叉神経節は頭蓋底にあり、頭部と顔面に感覚情報を供給する大きな神経束です。
三叉神経節は、末梢神経系の他の部分と同様に、脳に出入りする分子を厳密に制御する血液脳関門の外側にあると想定されていた。しかし、研究者らは、脳脊髄液が三叉神経節に直接流れ込むことを可能にする、これまで知られていなかった関門の隙間を特定し、脳から放出されるタンパク質のカクテルに感覚神経がさらされることになった。
片頭痛関連タンパク質は脳波活動中に倍増する
研究者らは分子を分析した結果、三叉神経節にある感覚神経の受容体と結合し、これらの細胞を活性化させる可能性のあるリガンドと呼ばれるタンパク質を 12 種類特定しました。脳脊髄液中のこれらのタンパク質のいくつかの濃度は、皮質拡散性抑制後に 2 倍以上に増加しました。タンパク質の 1 つであるカルシトニン遺伝子関連ペプチド (CGRP) は、すでに CGRP 阻害剤と呼ばれる片頭痛の治療と予防のための新しいクラスの薬剤のターゲットになっています。特定された他のタンパク質は、神経障害性疼痛などの他の疼痛症状に関与することが知られており、片頭痛にも重要な役割を果たす可能性があります。
「私たちは、末梢神経系の感覚神経を活性化する新しいシグナル伝達経路といくつかの分子を特定しました。特定された分子の中には、すでに片頭痛と関連づけられている分子もありますが、片頭痛を誘発する作用がどのように、どこで起こるのかは正確にはわかっていませんでした」と、コペンハーゲン大学の博士研究員で本研究の第一著者であるマーティン・カーグ・ラスムッセン博士は述べています。「これらの新たに特定されたリガンド受容体ペアの役割を定義することで、新しい薬理学的ターゲットを発見できる可能性があり、既存の治療法が効かない患者の多くに利益をもたらす可能性があります。」
研究者らはまた、脳の片側で放出されたタンパク質の輸送が、主に同じ側の三叉神経節の神経に到達することを観察しており、これがほとんどの片頭痛の際に頭の片側に痛みが生じる理由を説明できる可能性がある。
追加の共著者は、コペンハーゲン大学の Kjeld Mollgard、Peter Bork、Pia Weikop、Tina Esmail、Lylia Drici、Nicolai Albrechtsen、Matthias Mann、Yuki Mori、Jonathan Carlsen、URMC の Nguyen Huynh および Steve Goldman、国立神経疾患・脳卒中研究所 (NINDS) の Nima Ghitani および Alexander Chesler です。この研究は、ノボ ノルディスク財団、NINDS、米国陸軍研究局、ルンドベック財団、ミリアム アンド シェルドン G. アデルソン医学研究財団からの資金提供を受けて行われました。
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#脳流体力学の解明片頭痛の新しい治療法
2024-07-04 18:02:00