一時的な塩の結晶はアルツハイマー病に恒久的な解決策を
提供するかもしれない、新しい研究は示唆している
Temporary Salt Crystals May Provide a Permanent Solution to Alzheimer’s New Study Suggests
Original Story by Osaka University and Hokkaido University
https://www.technologynetworks.com/ 2020.07.27
日本、大阪－アルツハイマー病は世界中の認知症の主な原因であり、障害の主な原因である。現在、大阪大学と北海道大学の研究者達は、塩結晶の繰り返しの沈殿－溶解現象がナノスケールの低塩濃度でも発生し、その病因に関係する神経毒性アミロイド-βペプチドの凝集を加速できることを示した。
人間の脳は約860億個のニューロンで構成されており、大型のダンプトラックとほぼ同じ数の砂粒が含まれている。これらのニューロンは脳、筋肉、臓器の間の信号として電池化学情報を調整し、生存から自己認識までの交響曲を調整する。アルツハイマー病は子の複雑な神経ネットワークを破壊し、機能障害と細胞死を引き起こす。まだ不可能であるが、利用可能な治療法は症候性、支持性、または姑息的である。その病因を理解する上でのブレークスルーは投薬、診断、および予防の見通しを明るくする可能性がある。
アルツハイマー病におけるアミロイドの役割は長い間認識されてきた。アミロイド-βペプチドはアミロイド前駆体タンパク質に由来し、低分子量の凝集体やより大きなオリゴマーからアミロイド線維に至るまでのサイズに自己集合する。これらの最後のものは神経毒性があることが知られているが、最近の研究は、オリゴマーの無秩序な骨材も毒性があり、おそらく原線維よりも毒性があることを示唆している。
「フィブリルの凝集は核形成から始まり、伸長段階が続く。」とこの研究の筆頭著者である中島吉太郎は説明する。「これまで、オリゴマーの進化の初期段階はその形態的変動性、核形成の時間枠、および適切な蛍光アッセイの欠如のために研究するのが困難であった。」
液体状態の透過型電子顕微鏡を使用して、研究者はタンパク質分子の凝集を分析し、時間分解ナノスケール画像と電子回折パターンを取得した。「驚くべきことに、塩の結晶は局所的な密度の変動により溶解度をはるかに下回る濃度でも沈殿する可能性があり、その急速な溶解はアミロイド-βペプチドの凝集反応を加速することを発見した。」と対応する著者の荻博次教授は述べている｡「この一時的な塩結晶の形成は、タンパク質が結晶の表面に付着するメカニズムを提供する。溶解すると、界面が収縮し、消失点でタンパク質が凝集する。この現象は超音波キャビテーション泡による凝集加速に似ている。タンパク質が付着する。膨張段階で気泡表面に付着し、その後の気泡の崩壊により中心の超音波の正圧により高度に凝集する。これが人工的な触媒効果である。したがって、自己触媒のようなナノスコピック凝集メカニズムでは、塩の溶解が起こる。凝集反応を促進し、凝集体自体が塩の核形成を促進する可能性がある。」
荻はその結果の意味を次のように説明している。「アミロイド-βペプチドの凝集は遅く、これは製薬研究の妨げになっている。効果的な加速方法を確立することは、モノマーからフィブリルへの構造進化を明らかにするのに役立つ。この知識はアルツハイマー病の病因を理解する鍵である。」
