アルツハイマー病でのタンパク質除去能力は概日周期によって制御される

アルツハイマー病関連のタンパク質を破壊する免疫系の能力は、毎日の概日リズムで変動します。

PLOS Geneticsで本日発表された研究によると、アルツハイマー病に密接に関連するタンパク質を除去する脳の能力は、概日周期に関係しています。

この研究は、タンパク質アミロイドベータ42（AB42）が脳内に凝集塊を形成するのを防ぐ上での、健康的な睡眠習慣の重要性を強調しており、それは、潜在的なアルツハイマー病治療への道を開きます。

「免疫細胞の概日調節は、概日時計とアルツハイマー病の複雑な関係において、役割を果たしています。」

と、概日リズムの専門家であり、レンセラー工科大学の生物科学の准教授であるジェニファー・ハーレー博士は述べています。

「これは、アルツハイマー病の症状のいくつかを緩和するためには、健康的な睡眠パターンが重要である可能性があることを示しています。この有益な効果は、マクロファージ/ミクログリアと呼ばれる免疫細胞タイプによってもたらされている可能性があります。」

この研究は、神経変性疾患に研究の焦点を当てている、レンセリアーバイオテクノロジーおよび学際的研究センター（the Rensselaer Center for Biotechnology and Interdisciplinary Studies, CBIS）で実施されました。

ハーレー博士は、グリカンの専門家で『合成ヘパリン』の発明者であるレンセリアー研究センターの教授である、ロバート・リンハルト博士、そして、アルツハイマーに関係するタンパク質の生産と拡散におけるいくつかのメカニズムを詳細に研究しているチュンユ・ワング博士と協力しました。

「この洞察は、学際的なアプローチを通じてアルツハイマー病のような神経変性疾患の治療への新しいメカニズムと道筋を明らかにし、研究と発見においてのCBISの強みを象徴し、人間の健康と幸福についての新しい見解を提供します。」

と CBISの所長であるディーパック・ヴァシシュス氏は述べています。

概日システムは、酵素とホルモンのレベルを毎日変動させ、最終的に体温や免疫応答などの生理学的パラメーターに影響を与えることにより、昼夜のサイクルを予測する時計タンパク質のコアセットで構成されています。

概日システムの崩壊は、糖尿病、癌、アルツハイマー病などの病気により深く関連しています。

アルツハイマー病の明らかな兆候は、脳内のAB42の細胞外凝集塊である『プラーク』です。

脳内に存在する場合はミクログリアと呼ばれるマクロファージは、不要な物質を探して破壊する免疫細胞であり、食作用と呼ばれるプロセスで脳からAB42を取り除きます。

以前の研究では、アイルランド王立外科医院のハーレー博士と共同研究者は、マクロファージの概日制御を調査し、どの『マクロファージRNA』とタンパク質が概日リズムで変動を起こすかを確認できるようにする徹底的なデータセットを収集しました。

研究者らは、マクロファージ細胞の表面に2つのタンパク質（ヘパラン硫酸プロテオグリカンとコンドロイチン硫酸プロテオグリカン）を作るのに役立つ酵素の振動に気づきました。

どちらもAB42の破壊を調節する役割を果たすことが知られています。

これらの細胞表面にあるプロテオグリカンは、概日システムとアルツハイマー病の間の関連を示す可能性があるのでしょうか。

この仮説をテストする一連の洗練された実験で、研究チームは健康なマクロファージによって摂取されたAB42の量が毎日の概日リズムで変動することを確立しました。

そのパターンは、概日時計を持たないマクロファージでは発生しませんでした。

彼らはまた、健康なサーカディアンサイクルでマクロファージ細胞の表面に生成されたヘパラン硫酸プロテオグリカンとコンドロイチン硫酸プロテオグリカンのレベルについて毎日の変動を測定しました。

表面細胞プロテオグリカンの産生が最低レベルであり、これらのプロテオグリカンの除去により摂取が増加したため、AB42クリアランスのピークが発生しました。
これは、プロテオグリカンがAB42クリアランスを阻害することを示唆しています。

「これはすべて概日時計によって計時されているということは明らかです。」

とハーレー博士は述べました。

「これらの細胞表面プロテオグリカンがたくさんある場合、マクロファージはAB42を摂取しません。なぜそうなるのかは定かではありませんが、確かに関係があります。」

その関係は、おそらく私たちが年をとるにつれて減少する傾向がある毎日の変動（振動）の振幅を高めることによって、AB42クリアランスをより大きくすることを促進する治療法を開発するために使用することができます。

「理論的には、そのリズムを高めることができれば、おそらくAB42のクリアランスを増やし、脳への損傷を防ぐことができるでしょう。」

とハーレー博士は述べています。

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Sciencedaily

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