アルツハイマー病は、記憶、思考、行動に重大な問題を引き起こす最も一般的な認知症であり、毎年世界中で 5,000 万人以上が罹患しています。 この数は 2050 年までに 3 倍になると予想されています。
カリフォルニア大学サンディエゴ校の科学者らは、独自の最先端の画像技術を使用して、脂肪、油、多くのホルモンを含む分子のクラスである脂質の代謝がアルツハイマー病でどのように変化するかを明らかにした。 彼らはまた、新薬および既存薬でこの代謝システムを標的にする新しい戦略も明らかにしました。 調査結果は、 細胞の代謝。
「私たちがアルツハイマー病について知っている限り、脂質はアルツハイマー病と関連付けられてきました」と、上級共同執筆者で共著者であり、カリフォルニア大学サンディエゴ医学部神経科学科の助教授であるシュー・チェン博士は述べた。 、最初にアルツハイマー病と診断された人の脳内に脂肪沈着が異常に存在することを説明した、アロイス・アルツハイマーによる1907年のオリジナルの報告に言及している。 「それ以来、タウやその他のタンパク質に重点が置かれてきたため、研究コミュニティは過去10年ほどまで、この病気のこの重要な側面をほとんど無視してきました。」
「老化や疾患における脂肪滴機能への強い関心に突き動かされて、私たちはタウオパシーマウスの脳における脂質代謝を研究するために最先端のSRS技術を利用するためにこの実りあるコラボレーションを開始しました。」 カリフォルニア大学サンディエゴ・ジェイコブス校工学部シュー・チェン・ジーン・レイ生命工学科の博士研究員であるヤジュアン・リー医師、博士はこう語る。 SRS イメージングは、サンプル内の分子がレーザー光とどのように相互作用するかを分析するアプローチです。
脳内では、脂質は小さな液滴の形で存在し、エネルギー貯蔵やストレスに対する細胞反応などのさまざまなプロセスを制御します。 通常の脳ではこれらのプロセスが厳密に制御されていますが、アルツハイマー病や類似の疾患では、脂肪滴の代謝が機能不全に陥る可能性があります。 科学者たちはアルツハイマー病と脂質代謝の間に関係があることを理解していますが、正確にどのように相互に影響を与えるかは謎のままです。
この疑問に答えるために、研究チームはタウタンパク質が過剰なマウスの脳内の脂肪滴を直接調べた。 彼らは、ジェイコブズ工学大学院の Lingyan Shi の研究室で開発された最先端の SRS イメージング プラットフォームを使用しました。 このプラットフォームにより、繊細な分子を変化させて結果を損なう可能性がある化学染料を使用せずに、細胞内の脂肪滴の顕微鏡画像を撮影することが可能になります。
「興味深いことに、タウオパチーの脳で観察される不活性な脂肪滴は、老化した脳で見られるものと同様の挙動を示します」と、共著者でジェイコブズスクール生物工学助教授のリンヤン・シー博士は述べた。 「私たちは現在、SRSイメージングと他の学際的な技術を組み合わせて、根底にあるメカニズムを理解することに重点を置いています。私たちのアプローチは生物学的に中立であるため、できるだけ干渉を少なくして分子レベルで脳内で何が起こっているかを観察することができます。」
Shi氏とLi氏を含む彼女のチームは、重水と呼ばれる特別に改変された水を代謝プローブとして使用する新しいアプローチを開拓した。
「脂質を染色するために典型的な化学染料を使用する代わりに、私たちが関心のある代謝活動に自然に参加している重水を使用しています」とシー氏は付け加えた。 「これにより、他のアプローチでは不可能な、脂質が時空間的にどのように形成されるのかをより明確に把握できるようになります。私たちの現在の焦点は、老化や疾患に関連した脂質代謝の動的な変化の根底にあるメカニズムを理解することにあります。」
研究者らは、タウオパチーを患う脳では、ストレスや損傷の結果としてニューロンが過剰な脂質を蓄積していることを発見した。 この流入により、ニューロンは過剰分をミクログリアと呼ばれる脳内の免疫細胞に負担させます。 その後、これらのミクログリアは炎症反応を開始し、ニューロンにさらなるストレスを引き起こし、繰り返し悪化するサイクルを引き起こします。
このプロセスの特徴を明らかにすることに加えて、彼らはまた、このサイクルを調整するアデノシン一リン酸活性化プロテインキナーゼ（AMPK）と呼ばれる重要な酵素を特定することもできた。 研究者らによると、このサイクルを断ち切ることで、アルツハイマー病の新たな治療選択肢が得られる可能性があるという。 チェン氏は、脂質代謝を変化させる既存の薬剤を再利用する可能性について特に楽観的である。
「私たちはこれが偶発的な現象だとは考えていません」とチェン氏は語った。 「証拠は、脂質代謝がアルツハイマー病の駆動メカニズムであることを示唆しています。肝臓などの他の身体システムの脂質代謝を標的とする薬は数多くあります。そのため、私たちがすでに持っているツールを使用して、このシステムを非常に劇的に変えることができるかもしれません」 。」
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#革新的な顕微鏡法でアルツハイマー病の代謝を解明する
2024-04-23 22:13:15