どのようにアルツハイマー病がゆっくりとその秘密をあげているか

アルツハイマー病の原因は依然として謎であるが、遺伝学的研究は現在、その病気の発症の手がかりを提供している。 まれな遺伝子変異が早期発症アルツハイマー病を引き起こすことがあることは知っていますが、遺伝的および環境的要因の両方がより一般的で遅発型の疾患に関与しています。 何千人もの人々、私たちのグループの科学者、その他の人々の遺伝的構成に関する情報を収集することによって、 30遺伝子変異体 この疾患でより一般的である。

脳におけるこれらの「リスク遺伝子」の多くの機能は不明ですが、それらは生物学的機能によってクラスター化しているように見え、アルツハイマー病に関与するメカニズムについてより深く理解することができます。 これらの遺伝的所見からアルツハイマー病に関与する生物学的機能の1つは、細胞内への物質の輸送であり、 エンドサイトーシス。 これは、材料が受動的に細胞膜を横切ることができない場合に起こり、細胞は小さな流体で満たされた嚢の中に貨物を捕捉するために内側に芽を出す。

私たちの研究グループは、これらのエンドサイトーシス遺伝子が脳内で何をするのかを調べています。 ディッシュ内で増殖させた細胞を用いて、それらが発現するタンパク質を操作し、細胞による物質の取り込みの変化を測定することができる。 これは、これらの遺伝子がアルツハイマー病で機能しているときに何が起こるかを理解するのに役立ちます。

エンドサイトーシスは、普遍的に重要な細胞機能であり、すべての細胞が食べて飲む必要があります。 また、通信、輸送、ベータアミロイドなどの廃棄物の浄化など、他の多くの重要な作業を担当しています。 これは正常に分解され除去された健康な脳で産生されるタンパク質です。 しかしながら、アルツハイマー病では、ベータアミロイド産生の不均衡と脳からのその除去が原因と考えられている ビルドアップ およびニューロンに有毒なプラークとして知られている粘着性の塊を形成する。

ブレインハウスキーピング

β-アミロイドをモップアップすることは、脳の免疫細胞であるミクログリアによって行われる機能の1つである。 彼らは侵入者が脳に入ったときの最初の対応者です。 彼らは、エンドサイトーシス能力を利用して、廃棄物や感染性物質を飲み込んで破壊します。 アルツハイマー病では、この機能はベータアミロイドを消費し、内部の廃棄物処理システムによって分解するために重要です。


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ベータアミロイドはまた、ヒト脳全体の血管の650kmを介して除去することができる。 血管を覆う内皮細胞は、血液と脳との間に密接な障壁を形成する。 これは毒性物質を止めるが、栄養素が入り込み、製品を逃がすことを可能にする。 ベータアミロイドは、内皮細胞の表面上の受容体に結合することを含むエンドサイトーシスの特殊な形態(例えば、鍵および鍵)によって脳から除去される。 これはその内在化を誘発し、それは細胞を横切って運ばれ、血液中に沈着し、 脳内のビルドアップを防ぐ.

どのようにベータアミロイドが最初にそこに着くのですか?

ベータアミロイドの正確な機能はまだ不明であるが、正常な脳生理学において役割を果たす可能性があり、過度に存在する場合にのみ問題になる可能性がある。 これは、脳の細胞の表面に見られるアミロイド前駆体タンパク質(APP)の分解によって産生される。

APPは 2つの異なる方法、そのうちの1つだけがベータアミロイドを産生する。 この経路に関与する酵素は細胞内に存在するので、APPはベータアミロイド断片に分解されるためにエンドサイトーシスを受けなければならない。

我々の研究の一部は、APP分解の結果として細胞によって産生されるβ-アミロイドおよび他の断片の量を測定することを含む。 健常細胞とアルツハイマー病リスク遺伝子が操作されている細胞との比較により、ベータアミロイド産生におけるこれらの遺伝子の関与を理解することができます。 ここでもまた、エンドサイトーシスは、アルツハイマー病の潜在的発生における決定的な役割を果たすようである。

これは、エンドサイトーシスが脳の健康にとってどのように重要であるか、そしてこれらのいずれかの欠陥がどのようにしてアルツハイマー病の発症に寄与する因子であるかという3つの例を示しています。 実際、多くの他の生物学的プロセスは遺伝学的研究に関係しており、これらは相互に排他的であるとは考えにくい。 生活習慣と環境リスクの両方を加味すると、アルツハイマー病は非常に複雑です。 それにもかかわらず、関与するさまざまなメカニズムを理解することによって、治療の可能性のある標的を特定することができます。 ジグソーパズルのように、遺伝子情報をコーナーピースとして使用して、病気の全体像をより明確にしています。

著者について

アンナ・バート博士(PhD Researcher) カーディフ大学

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

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