パーキンソン病における腸内細菌の運動能力との関連

科学者らは、腸内の細菌とパーキンソン病との間の機能的結合を初めて発見した。

腸内細菌集団の構成の変化 - あるいは腸内細菌の可能性 - は、この病気の特徴である運動能力の低下に積極的に寄与し、その原因となる可能性さえあります。 この発見は、パーキンソン病の治療に深い意味を持っている、と研究者らは言う。

パーキンソン病は米国で 1 万人、世界中で最大 10 万人が罹患しており、75 番目に一般的な神経変性疾患です。特徴としては、震えや歩行困難、脳や腸の細胞内でのα-シヌクレイン（?Syn）と呼ばれるタンパク質の凝集、脳内でのサイトカインと呼ばれる炎症性分子の存在などが挙げられます。さらに、この病気にかかっている人の XNUMX% は、主に便秘などの胃腸の異常を抱えています。

「腸は、免疫系と神経系の発達と機能にとって重要な、有益で時には有害な細菌（ミクロバイオームと呼ばれる）の多様なコミュニティの常設家です」と、California Instituteの微生物学教授であるSarkis Mazmanianは言います。技術。

「驚くべきことに、末梢神経系のすべてのニューロン（脳や脊髄ではない）の70％が腸内にあり、腸の神経系は迷走神経を介して中枢神経系に直接つながっている。 GIの問題は長年にわたり運動症状に先行することが多く、PDの症例の多くは環境要因によるものであるため、腸内の細菌がPDに寄与する可能性があると仮説を立てた。

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無菌マウス

これをテストするために、研究者らは?Synを過剰生産し、パーキンソン病の症状を示すマウスを利用した。あるマウスのグループは腸内細菌の複雑なコンソーシアムを持っていました。他のマウスは無菌マウスと呼ばれ、完全な無菌環境で飼育されたため腸内細菌が欠如していた。研究者らは、両グループのマウスに、トレッドミルで走る、梁を渡る、ポールから降りるなど、運動能力を測定するためのいくつかの課題を実行させた。無菌マウスは、完全なマイクロバイオームを持つマウスよりも著しく優れた成績を収めました。

「これは「ユーレカ」の瞬間だった。

「これは「ユーレカ」の瞬間でした」と、生物学と生物工学の博士号を授与したTimothy Sampson氏はこの雑誌の最初の著者で、 セル。 「マウスは遺伝的に同一でした。どちらのグループも、?Syn を作りすぎていました。唯一の違いは、腸内細菌叢の有無でした。マイクロバイオームを除去すると、?Syn が過剰に生産されていても、マウスは正常な運動能力を持ちます。」

「パーキンソン病の特徴の3つはすべて無菌モデルで消滅しました」とサンプソン氏は言います。 「現在、腸内細菌はPDの症状を調節し、必要とさえされていると確信していました。 だから、どうやってこれが起こるのか知りたかったのです。

ループを閉じた

腸内細菌が食物繊維を分解すると、酢酸と酪酸などの短鎖脂肪酸（SCFAs）と呼ばれる分子が生成されます。 以前の研究は、これらの分子がまた脳における免疫応答を活性化することができることを示している。

そこで研究者らは、SCFAレベルの不均衡が脳の炎症やPDのその他の症状を調節しているのではないかと仮説を立てた。実際、無菌マウスにSCFAを与えると、脳に存在する免疫細胞であるミクログリアと呼ばれる細胞が活性化した。このような炎症プロセスは、ニューロンの機能不全を引き起こしたり、場合によっては死滅させたりする可能性があります。実際、SCFAを与えられた無菌マウスは運動障害と、PDに関連する脳領域での?Synの凝集を示した。

実験の最後のセットでは、Mazmanianと彼のグループは、シカゴのRush大学の胃腸病学者Ali Keshavarzianと協力して、PD患者および健常対照からの糞便試料を採取した。 ヒト微生物試料を無菌マウスに移植し、PDの症状を顕著に示し始めた。 これらのマウスはまた、糞便中に高レベルのSCFAを示した。 対照的に、健康な個体からの移植された糞便試料は、PD患者からの腸内細菌を有するマウスとは異なり、PD症状を引き起こさなかった。

「これは本当に私たちのためのループを閉鎖しました」とMazmanian氏は言います。 「このデータは、腸内微生物の変化は単なるPDの結果よりも多い可能性があることを示唆している。 それはさらに勉強する必要がある挑発的な発見ですが、ヒトからマウスへのマイクロバイオームの移植や症状の転移が、細菌が病気の主要な原因であることを示唆しています。

この知見は、パーキンソン病の治療に重要な意味を持つと研究者らは述べている。

「多くの神経学的状態に対して、従来の治療アプローチは、脳に薬物を投与することである。 しかし、PDが実際には脳の変化だけでなく、微生物の変化によって引き起こされるのであれば、患者を助けるために麻薬を服用しなければならないかもしれません。これははるかに簡単です」とMazmanianは言います。

このような薬物は、SCFAレベルを調節し、有益なプロバイオティクスを送達し、または有害な生物を除去するように設計することができる。 「この新しいコンセプトは、現在の治療法に比べて副作用の少ないより安全な治療法につながる可能性がある」

ラーリー・L・ヒルブロム財団、クヌート・アンド・アリス・ヴァレンベルグ財団、スウェーデン研究評議会、ラリー・フィールド夫妻、遺産医療研究所、国立衛生研究所からの資金提供を受けました。

情報源： カリフォルニア工科大学

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