健康

老化した脳の浄化：科学者が脳のゴミ処理システムを復元

アルツハイマー病、パーキンソン病、その他の神経疾患は、脳が有害な老廃物を除去できない「汚れた脳」疾患とみなすことができます。加齢は重要なリスク要因です。なぜなら、年を取るにつれて、脳の毒素蓄積を除去する能力が鈍化するからです。しかし、マウスを使った新しい研究では、加齢による影響を逆転させ、脳の老廃物除去プロセスを回復できることが実証されています。 「この研究は、頸部リンパ管の機能を回復させることで、加齢に伴う脳からの老廃物の除去の遅れを大幅に改善できることを示している」と、ロチェスター大学ハジム工学応用科学学部機械工学教授のダグラス・ケリー博士は述べた。「さらに、これはすでに臨床で使用されている薬剤で達成され、潜在的な治療戦略を提供している」ケリー博士は、ジャーナルに掲載されているこの研究の主執筆者の一人である。 自然の老化、 同大学のトランスレーショナル神経医学センターの共同ディレクターである Maiken Nedergaard 医学博士（DMSc）とともに。 2012年にネダーガード氏とその同僚が初めて説明したグリンパティックシステムは、脳の独自の老廃物除去プロセスであり、脳脊髄液（CSF）を使用して、通常の活動中に脳内のエネルギーを大量に消費するニューロンやその他の細胞によって生成された余分なタンパク質を洗い流します。この発見は、アルツハイマー病（ベータアミロイドとタウ）やパーキンソン病（アルファシヌクレイン）など、脳内のタンパク質老廃物の蓄積に関連することが多い疾患を治療するための潜在的な新しいアプローチへの道を示しました。健康で若い脳では、グリンパティックシステムはこれらの有毒なタンパク質を洗い流すのに効果的ですが、加齢とともにこのシステムの働きが遅くなり、これらの疾患の原因となります。 小さなポンプのネットワークが脳から老廃物を排出する 頭蓋内の髄液はタンパク質の老廃物で満たされると、リンパ系を経て最終的には腎臓に送られ、そこで体内の他の老廃物とともに処理される。この新しい研究では、高度な画像化技術と粒子追跡技術を組み合わせて、汚れた髄液の半分が首の頸部リンパ管を通って脳から排出される経路を初めて詳細に説明した。 研究者たちは、脳脊髄液の流れを測定するだけでなく、脳脊髄液が脳から排出されるのを助ける首のリンパ管の脈動を観察し、記録することができた。「心臓という大きなポンプがある心血管系とは異なり、リンパ系の液体は小さなポンプのネットワークによって運ばれます」とケリー氏は言う。リンパ管と呼ばれるこれらの微細なポンプには、逆流を防ぐ弁があり、次々に連結されてリンパ管を形成している。 研究者たちは、マウスが年を取るにつれて収縮の頻度が減少し、弁が機能しなくなることを発見した。その結果、老齢マウスの脳から流れ出る汚れた脳脊髄液の速度は、若いマウスに比べて63パーセント遅くなった。 既知の薬が脳洗浄液の流れを再開 研究チームはその後、リンパ管を蘇生できるかどうかを調べ、プロスタグランジン F2α と呼ばれる薬剤を特定した。これは、医学的には陣痛を誘発するために一般的に使用され、平滑筋の収縮を助けることで知られるホルモンのような化合物である。リンパ管は平滑筋細胞で覆われており、研究者が高齢のマウスの頸部リンパ管にこの薬剤を塗布したところ、収縮の頻度と脳からの汚れた CSF の流出がともに増加し、若いマウスの効率レベルに戻った。 「これらの血管は皮膚の表面近くにあり、重要な位置にあることは分かっています。そして、その機能を加速させる方法もわかりました」とケリー氏は言う。「このアプローチは、おそらく他の介入と組み合わせることで、これらの病気の将来の治療法の基礎となる可能性があることがわかります。」 この研究のその他の貢献者には、筆頭著者の Ting Du、Aditya Raghunandan、Humberto Mestre、およびロチェスター大学の Virginia Plá、Guojun Liu、Antonio Ladrón-de-Guevara、Evan Newbold、Paul Tobin、Daniel Gahn-Martinez、Saurav Pattanayak、Qinwen Huang、Weiguo Peng が含まれます。この研究は、国立神経疾患・脳卒中研究所、ルンドベック財団、ノボ ノルディスク財団、ヒューマン フロンティア サイエンス…