記者 神出病院 報道
アルツハイマーの治療法は？科学者たちは、脳内に「興奮性シナプス」を新たに作る方法を発見し、病気のマウスの症状を大幅に緩和しました。
シナプスが脳の信号を送る
脳内の神経信号は、シナプスを介して伝達される必要があります。シナプスは神経系の基本的な機能単位であり、通常はシナプス前膜、シナプス空間、シナプス後膜で構成されています。シナプス前膜は「伝達物質」と呼ばれる化学物質を放出し、シナプス後膜の受容体と結合して、あるニューロンから次のニューロンへ信号を伝達します。
シナプスには、興奮性シナプスと抑制性シナプスの2つの重要なタイプがあります。興奮性シナプスはニューロンの活性化を可能にするが、抑制性シナプスはその逆である。シナプスの数や状態は安定しているわけではなく、常に作られたり失われたりしており、そのバランスが脳の正常な学習能力や記憶力などの能力を左右しています。
アルツハイマー病、自閉症、統合失調症など、多くの神経疾患は、2つのシナプスのバランスが崩れていることに関連しています。アルツハイマー病では興奮性シナプスが大幅に減少していますが、もし興奮性シナプスが再現できれば、この神経変性疾患の症状を緩和できるのでしょうか？
シナプスへの橋渡しをする
シナプスの形成と機能維持には、NP1やCbln1などのシナプスギャップに存在する足場タンパク質の関与が必要である。
興奮性シナプスでは、NP1タンパク質はシナプス後膜の受容体と相互作用して神経伝達物質の伝達に関与し、Cbln1タンパク質はシナプス前膜の伸筋タンパク質と結合してシナプス前膜が位置する構造の形成を誘導します。
すなわち、Cbln1およびNP1タンパク質は、それぞれシナプス前膜およびシナプス後膜と相互作用することができます。
この2つのタンパク質のドメインがつながっていれば、シナプスへの橋を架けるようなもので、Cbln1の一部がシナプス前構造の形成を誘発してシナプス前膜につながり、NP1の一部が後膜の受容体につながり、無傷のシナプス後膜の形成を誘導しています。この接続は、新しい興奮性シナプスの生成に対応しており、正常な機能を持ちながら、安定して容易に消滅しないようにしています。
研究チームは、合成生物学的アプローチにより、このようなタンパク質をCbln1とNP1の機能ドメインを用いて合成し、「CPTX」と命名しました。
病気のマウスが回復した
研究者らはまず、インビトロで培養した神経細胞に対するCPTXの効果を検証したところ、CPTXの添加により、ブランクコントロールやCbln1単独の添加に比べて、より多くの新しい興奮性シナプスの生成が誘導されることを発見しました。
アルツハイマー病マウスにおいて、記憶形成に関連する海馬領域にCPTXを注射すると、海馬ニューロンのシナプスの数が正常レベルに戻りました。ニューロンの電気的活動を記録すると、CPTXを注射したマウスの海馬ニューロンでは、より多くの興奮性反応が見られ、CPTXは多くの正常に機能する興奮性シナプスの初期発達を誘導していることが示唆されました。また、空間記憶試験やシナリオ恐怖記憶試験でもCPTXを投与したマウスの成績が向上し、学習・記憶能力が向上したことが示唆されました。
さらに、研究者らは脊髄損傷マウスを使って、脊髄を真っ二つに切断しました。これらのマウスは、CPTXを注射された後に新しい興奮性シナプスを開発し、その運動能力は、単一の注射後7週間以上にわたってかなり回復しました。
この研究は、雑誌「サイエンス」の最近の号に掲載されたものです。合成タンパク質を用いてアルツハイマーマウスの症状緩和を実現したのは今回が初めてです。このデザインアプローチは、実際の臨床応用にはまだ程遠いものの、医薬品開発において大きな可能性を秘めている可能性があります。
記者 神出病院 報道
コメント
コメントを投稿