細胞骨格の崩壊は、アルツハイマー病のニューロン死を引き起こす可能性があります

カリフォルニア大学サンタバーバラ校の科学者は、アルツハイマー病および関連する認知症で脳細胞が破壊されたときに何が起こるかを探求する新たな道を開きました。

「認知症では、認知能力に必要な脳細胞またはニューロンが適切に機能しなくなります。その後、彼らは死んだので、彼らはもうそこにはいません。それが認知症につながるものです。神経能力を失っている」と語ったのは、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の神経科学研究所の共同ディレクター、スチュアートファインスタイン博士である。

Feinsteinは約30年間、試験管の生化学とさまざまな培養細胞をモデルとして使用して、「タウ」と呼ばれるタンパク質を研究してきました。健康な状態では、タウはターゲットと接続するニューロンの長い軸索に見られ、通常は細胞体自体から遠く離れています。タウは、微小管を安定化する働きをします。これは、細胞の細胞骨格の重要な部分であり、神経細胞の構造と機能の多くの側面に必要です。

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アミロイドベータと呼ばれる小さなペプチドが神経細胞死とアルツハイマー病に関与していることは以前から知られていましたが、それがどのように機能するかについての正確なメカニズムは不明のままでした。最近、遺伝的証拠はアミロイドベータがニューロンを殺すためにタウを必要とすることを示しました。しかし、それがタウに何をするかは不思議です。

「私たちはアミロイドベータが悪者であることを知っています」とファインスタインは言いました。 「アミロイドベータは病気を引き起こします。アミロイドベータはアルツハイマー病を引き起こします。問題は、それをどのように行うのかということです。」

彼は、ほとんどのアルツハイマー病の研究者はアミロイドベータがタウを異常にそして過度にリン酸化させると言うだろうと指摘した。これは、タウタンパク質がリン酸基で不適切に化学修飾されることを示唆しています。 「私たちのタンパク質の多くはリン酸化されます」とファインスタインは言いました。 「それは適切にまたは不適切に行うことができます。」

ファインスタインと彼の生徒たちは、何がうまくいかないのかをよりよく理解するために、タウの異常なリン酸化と推定される正確な理由を見つけたかったのです。 「それは製薬会社に手掛かりを提供するでしょう。彼らは取り組むべきより正確な目標を持っているだろう」とファインスタインは言った。 「彼らが標的の生化学をより正確に理解すればするほど、製薬会社は問題に対してより良い攻撃を行うことができます。」

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ファインスタインは、アミロイドベータが広範囲の異常なタウリン酸化を引き起こすことを示唆するチームの最初の仮説は真実ではないことが判明したと述べた。 「私たちは皆、たまにカーブボールを投げられたいですよね？」ファインスタインは言った。 「あなたは何か別の予期しないものを見たいのです。」

チームはアミロイドベータを神経細胞に加えたとき、それらの細胞のタウが予想通りに圧倒的にリン酸化されないことを発見しました。代わりに、細胞がアミロイドベータに曝されてから1〜2時間以内にタウの完全な断片化が観察されました。 24時間以内に、細胞は破壊されました。

ファインスタインは、タウには複数の仕事があると説明しましたが、最も理解されている仕事は細胞の細胞骨格を調節することです。人間の骨格と同じように、細胞にも骨格があります。

ただし、主な違いの1つは、人間のスケルトンは形状があまり速く変化しないのに対して、細胞のスケルトンは常に短くなり、成長し、動くことです。細胞がその重要な機能の多くを実行するのを助けるために、これを行わなければなりません。細胞骨格は非常に長いため、ニューロンにとって特に重要です。

ファインスタインは、細胞骨格が適切に機能していないために、ニューロンがアルツハイマー病で死ぬと主張している。 「微小管の重要な調節因子であるタウを破壊すれば、それがどのようにして細胞死をも引き起こし得るかを容易に理解することができます」とファインスタインは述べた。

「細胞骨格を破壊する薬物で細胞を処理すると、細胞が死ぬことを私たちは癌治療薬から知っています」と彼は言った。 「私の心の中で、同じことがここで起こっている可能性があります。」

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研究はのオンライン版で公開されています ジャーナルの生物化学.

出典：カリフォルニア大学