広報活動

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2013年10月4日

理化学研究所

アルツハイマー病発症メカニズムに細胞の自食が関与

-細胞の自食に新たな機能を発見-

今回発見した細胞の自食の新たな機能の図

今回発見した細胞の自食の新たな機能

脳機能の障害を主な症状とする神経変性疾患のアルツハイマー病は、現代社会における最も深刻な病気の1つとされ、予防法・治療法の早期確立が望まれています。アルツハイマー病発症の主な原因として挙げられているのが、脳内におけるアミロイドβペプチド(Aβ)の蓄積です。細胞から排出されて凝集したAβは、不溶性のため脳内に蓄積し、アルツハイマー病に特徴的なアミロイド斑を形成します。通常、細胞内に作られた異常な、あるいは過剰なAβは、「自食」という細胞内の不要物の分解・リサイクルシステムによって処理され、生体内の恒常性が保たれています。しかし、自食が正常に働かないと過剰なAβが細胞内に溜まります。理研の研究チームは「自食の能力を失うことが、アルツハイマー病発症と関係があるのではないか?」という仮説を立て、その関連性について調べました。

研究チームは、まず、自食能力に関わる遺伝子を欠損させ自食能力を失くした「自食能力欠損マウス」と、Aβを過剰に蓄積させた「アルツハイマー病モデルマウス」を掛け合わせた「掛け合わせマウス」を作製しました。つまり、掛け合わせマウスは“自食能力がなく、かつAβを過剰に蓄積しているマウス”になるわけです。このマウスを使って、脳内のアミロイド斑の蓄積について解析しました。ところが、予想に反して、掛け合わせマウスの脳内のアミロイド斑の蓄積量が、アルツハイマー病モデルマウスの70分の1という極端に少ない量であることが分りました。これは、細胞の自食能力を失った掛け合わせマウスでは、細胞内にAβが蓄積して細胞外に排出されず、脳内のアミロイド斑の蓄積量が減少したことを示しています。これにより、細胞の自食にはAβの分解・リサイクル機能だけではなく、Aβを細胞外へ排出する機能があることが分かりました。

また、掛け合わせマウスを15カ月間飼育し、脳内の神経細胞の様子を調べたところ、神経細胞が死滅して脳が委縮し、重量も減少していることが分りました。さらに迷路試験では学習能力の低下と記憶障害の発生が確認されました。アミロイド斑の蓄積が激減しているにも関わらず、神経細胞死による脳の委縮や記憶障害の発生というアルツハイマー病に似た症状が現れていたのです。この結果は、細胞内のAβに強力な毒性があることを示しています。

自食の新機能発見は、アルツハイマー病発症のメカニズムを解明する上で重要な端緒となり、これを礎にした研究アプローチは、アルツハイマー病の予防や治療に貢献できると期待できます。

理化学研究所
脳科学総合研究センター 神経蛋白制御研究チーム
チームリーダー 西道 隆臣 (さいどう たかおみ)
専門職研究員 津吹 聡 (つぶき さとし)