希突起膠細胞（脳機能に不可欠な中枢神経系細胞）にとって、年齢は知恵をもたらしてくれるわけではないかもしれないが、科学者たちが知っていたよりもはるかに長く生命にしがみつく力を持っている。 これは、雑誌の3月27日の表紙に掲載された新しい研究によるものです。 神経科学ジャーナル。
ダートマスの研究者らは、致命的な外傷を受けて成熟した希突起膠細胞が死ぬまでに衝撃的な45日を要し、予想される24時間以内に若い細胞を死滅させたと報告した。 この研究結果は、加齢や多発性硬化症などの病気がこれらの重要な細胞に引き起こす損傷を回復または予防するための新たな道筋があることを示唆している。
脳では、希突起膠細胞は軸索として知られる神経細胞間の長く細い接続を包み込み、そこで軸索を覆うミエリン鞘と呼ばれる脂質膜を生成します。 軸索は、神経細胞が通信するために使用する電気信号を伝達します。 銅線のプラスチックコーティングのようなミエリン鞘は、これらの信号がより効率的に伝わるのに役立ちます。
高齢や MS などの神経変性疾患は希突起膠細胞に損傷を与えます。 細胞が死ぬと、ミエリンの生成も一緒に消滅し、ミエリン鞘が破壊され、細胞に補充するものが何もなくなります。 これにより、ニューロンの通信能力が失われ、運動機能、感覚、記憶の喪失につながる可能性があります。
科学者たちは、損傷を受けた希突起膠細胞は、すべての損傷を受けた細胞と同様に、アポトーシスと呼ばれる細胞の自己破壊を開始し、細胞が自ら死滅すると考えています。 しかし、ダートマスの研究者らは、成熟した希突起膠細胞が死ぬまでにこれまでに見たことのない長寿命を経験できることを発見した。 この発見は、これらの細胞が成熟するにつれて細胞の何が変化して細胞の存続を可能にするのかという重大な疑問を投げかけます。
「成熟細胞は依然として制御されている経路をたどるが、古典的なプログラムされた細胞死経路ではないことがわかった」と生物科学の助教授で論文の責任著者であるロバート・ヒル氏は述べた。
「この研究は、加齢に伴って脳で何が起こるかを示しており、高齢者においてこれらの細胞がどのように死滅するかについて多くのことを明らかにしていると考えています」とヒル氏は語った。 「その独特のメカニズムは、私たちがさらに調査するために重要です。病気の状況に応じて、潜在的にそれを促進または予防できるように、これらの細胞がこの経路をたどる理由を理解する必要があります。」
ヒル氏の研究グループの博士課程候補者としてこのプロジェクトを主導した筆頭著者のティモシー・チャップマン氏は、ミエリンを保存する治療法を開発する取り組みは、若い稀突起膠細胞を培養し、成熟した希突起膠細胞を保護することに重点が置かれてきたと述べた。 しかし、この研究は、細胞が加齢とともに大きく変化する可能性があり、画一的な治療法では効果がない可能性があることを示唆しています。
「同じことに反応して、若い細胞はある方向に進み、古い細胞は別の方向に進みます」と、現在スタンフォード大学の博士研究員であるチャップマン氏は言う。 「古い細胞を保護したい場合は、若い細胞の成熟を助けたい場合とはまったく異なることを行う必要があるかもしれません。おそらく二重のアプローチが必要になるでしょう。」
この論文は、チームが2023年3月にNature Neuroscience誌に報告した生体組織モデルに基づいて構築されており、単一の希突起膠細胞の死を開始させ、周囲の細胞がどのように反応するかを観察することができる。 彼らは、若い脳の乏突起膠細胞が死滅すると、その周囲の細胞が失われたミエリンを直ちに補充したと報告した。 しかし、60歳の脳と同等の脳では、周囲の細胞は何もせず、ミエリンが失われてしまいました。
「このモデルにより、脳内で起こる細胞死のプロセスに可能な限り近づけることができます」とヒル氏は語った。 「私たちは老化の影響を非常にうまくモデル化することができます。単一の希突起膠細胞を選択し、それが死ぬのを観察し、それが再生するか再生しないかを観察する能力により、何が細胞レベルでこのプロセスを駆動するのか、そしてどのように起こるのかを理解することができます。コントロールされます。」
最新の研究では、研究者らは細胞の死の光線に相当するもの、つまりヒルが開発した2Phatalと呼ばれる光子ベースの装置を使用して希突起膠細胞のDNAに致命的な損傷を与えるモデルを使用した。 彼らはまた、銅ベースの毒素クプリゾンを使用するミエリン除去の標準的な方法を比較として使用しました。
以前の研究で報告されているように、未成熟細胞はすぐに死滅しました。 しかし、古い細胞は生き続けており、ダートマスの研究チームは当初、それがDNA損傷に対する抵抗力であると解釈した。
この研究は、研究者らがヒル研究室で開発した長期高解像度イメージング技術を使用して45日後に成熟細胞を検査したときに焦点を当てた。 「そのとき、細胞が損傷に耐性があるのではなく、代わりにこの長期にわたる細胞死を経験していることがわかりました」とヒル氏は語った。
「DNA損傷後これほど長い期間、細胞死を検査した人はいない。これは、細胞がこれほど衝撃的な出来事を経験し、1週間以上生存するという文献で我々が見つけることができる唯一の例だ」と同氏は述べた。
人間は一生希突起膠細胞を持っているため、この細胞はDNA損傷を蓄積し、他の細胞よりも回復力があることが知られているとチャップマン氏は述べた。 「それが、この効果が老化にも当てはまると私たちが考える理由です。これらの細胞が非常に長期間存続する可能性がある理由の1つは、細胞が老化によって自然にこの種の損傷を経験することに慣れているからです」と彼は言いました。
ヒル氏とチャップマン氏は、この研究は、死が長引くのは良いことなのかどうかなど、さらに多くの疑問が渦巻く広大な迷宮の最初の扉を開いたと述べている。 これはミエリンの機能不全に相当する可能性があり、ミエリンがまったく存在しない場合よりも、軸索上にあるだけでさらに悪化する可能性があるとヒル氏は述べた。 細胞を周囲の組織から隔離し、本質的に栄養素を枯渇させます。
「まるで45日間、軸索上にゴミが残っているようなものだ。そのゴミを保存したいのか、それとも除去を早めたいのか？これを見るまで、それが問題であることさえ私たちは知りませんでした」とヒル氏は語った。
「細胞死のメカニズムを理解すれば、おそらくそれを加速し、機能不全に陥ったミエリンを取り除くことができるでしょう」と彼は言う。 「私たちは常に細胞と組織を救おうと努めていますが、それらが救う価値があるかどうかを知る必要があります。」
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#トラウマの逆効果 #古い脳細胞は死ぬまで予想外に残る
2024-03-28 15:35:34