セリンの補給は糖尿病マウスの神経障害を緩和する
1 型または 2 型糖尿病患者の約半数が末梢神経障害 (主に手足の衰弱、しびれ、痛み) を経験しているという。この状態は、血液中を循環する高レベルの糖が末梢神経に損傷を与えると発生する。今回、ソーク研究所の研究者らはマウスを使って、糖尿病関連の末梢神経障害に寄与する別の要因として、アミノ酸代謝の変化を特定した。
研究チームは、関連する 2 つのアミノ酸、セリンとグリシンのレベルが低い糖尿病マウスは、末梢神経障害のリスクが高いことを発見した。さらに、研究チームは、食事にセリンを補給することで、糖尿病マウスの神経障害の症状を軽減することができたという。
2023 年 1 月 25 日に『ネイチャー』誌に掲載されたこの研究は、過小評価されがちな「非必須」アミノ酸が神経系で重要な役割を果たしているという証拠が増えていることを示している。この調査結果は、末梢神経障害のリスクが高い人を特定する新しい方法と、潜在的な治療オプションを提供する可能性がある。
「非必須アミノ酸の調整が、代謝と糖尿病合併症にこれほどまでに大きな影響を与えることに驚きました」と主任著者のクリスチャン メタロ教授は述べていつ。「これは、私たちがドグマとして考えていることが、病状などのさまざまな状況下で変化する可能性があることを示しています。」
アミノ酸は、神経系に豊富に存在するたんぱく質やスフィンゴ脂質と呼ばれる特殊な脂肪分子を構成する構成要素である。アミノ酸セリンのレベルが低いと、体はスフィンゴ脂質に別のアミノ酸を取り込ませ、構造が変化する。これらの非定型スフィンゴ脂質が蓄積し、末梢神経の損傷に寄与する可能性がある。チームは糖尿病マウスでこの蓄積を観察したが、同じアミノ酸スイッチとスフィンゴ脂質の変化が、末梢感覚神経障害を特徴とするまれなヒト遺伝病で発生し、この現象が多くの種で一貫していることを示している。
長期にわたる慢性的なセリン欠乏症が末梢神経障害を引き起こすかどうかを判断するために、研究チームは、対照食またはセリンを含まない食餌を、低脂肪食または高脂肪食のいずれかとの組み合わせで、最大 12 か月間マウスに与えた。研究チームは、高脂肪食と低セリンの組み合わせがマウスの末梢神経障害の発症を加速したことを発見して驚いたという。対照的に、糖尿病マウスにセリンを補給すると、末梢神経障害の進行が遅くなり、マウスの体調が回復した。
研究チームはまた、スフィンゴ脂質が組み立てられるときにセリンを別のアミノ酸に切り替える酵素を阻害する化合物ミリオシンをテストした。ミリオシン処置は、セリンを含まない高脂肪食を与えられたマウスの末梢神経障害の症状を軽減した。これらの発見は、健康な末梢神経系の維持におけるアミノ酸代謝とスフィンゴ脂質産生の重要性を強調している。
セリン欠乏症は、さまざまな神経変性疾患とも関連している。たとえば、メタロと共同研究者は以前に、視力喪失を引き起こす状態である黄斑毛細血管拡張症 2 型の患者におけるセリン代謝とスフィンゴ脂質代謝の変化の間の関連性を発見した。マウスでは、セリンが減少すると、非定型網膜スフィンゴ脂質のレベルが上昇し、視力が低下した。セリンは現在、黄斑毛細血管拡張症とアルツハイマー病の治療における安全性と有効性について臨床試験でテストされている。
けれども、研究者らは、神経障害を予防するためにセリンのサプリメントを摂取するよう糖尿病患者に助言するのは時期尚早であると述べている。
「違いを生むにはおそらくたくさん摂取する必要があり、誰もが余分なセリンを必要とするわけではありません」とメタロ教授は言う。「人間のセリンの生理機能を理解し、サプリメントの潜在的な欠点を探るには、さらに時間が必要です。」
出典は『ネイチャー』
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