鉄の制御異常が神経変性疾患に関与する可能性を示す研究結果

2023年1月22日 16:54

https://medicalxpress.com/news/2023-01-iron-dysregulation-contribute-neurodegenerative-diseases.amp

By Ingrid Fadelli , メディカル・エクスプレス

特集
スマートフォンでトレンドストーリーの通知を受けたい？
鉄の制御異常が神経変性疾患に関与している可能性が研究で明らかに
ミクログリア（赤）、ニューロン（緑）、アストロサイト（紫）を含む、ヒトipsc由来の3培養の免疫蛍光画像。核は青く染色されている。これらの培養物は、神経変性疾患におけるミクログリアの鉄過剰とフェロプトーシスの役割を解明するために使用された。Credit: Ryan et al
これまでの神経科学研究では、「正常な」鉄代謝からの逸脱（鉄の調節異常としても知られる）と、パーキンソン病（PD）や多発性硬化症（MS）などのさまざまな神経変性疾患との間に一貫した関連性があることが判明している。特に、これらの疾患に関連する脳領域には、鉄で満たされたミクログリア（すなわち、常在する免疫細胞）が多く存在することが判明しています。

鉄の制御異常と神経変性疾患との関連はよく知られていますが、鉄の蓄積がミクログリアの生理機能や神経変性にどのように影響するかは、まだ十分に把握されていません。このたび、グローバルヘルスケア企業であるサノフィの研究者らは、ミクログリアが鉄にどのように反応するかをより深く理解し、この文献上のギャップを埋めることを目的とした研究を実施しました。

「この研究を遂行した研究者の一人であるティモシー・ハモンド氏は、MedicalXpressに、「長年、PDやMS、その他の神経変性疾患において、鉄が脳の患部に蓄積することが知られています。「これは、MRI画像を使って患者を見ればわかることで、病気の経過とともに鉄のレベルが上昇することが示されています。我々はまた、進行性MS患者から、脳の常駐免疫細胞である脳ミクログリアにおける鉄の調節異常を示す独自のデータも持っていました。"

ハモンドと彼の同僚達による最近の研究の重要な目的は、ミクログリアにおける鉄の蓄積が、これらの細胞の機能と健康にどのように影響するかをより良く理解することでした。今回の研究成果は、これまでの研究成果や、2012年に発見されたフェロプトーシスとよばれる鉄依存性の細胞死に関する発見を基盤にしている。

フェロプトーシスは、鉄依存性の脂質過酸化を介した細胞死の一形態であり、脂質を酸化させて損傷するプロセスである。研究チームは論文の中で、鉄分を多く含むミクログリアはフェロプトーシスを起こしやすく、これが神経変性疾患に関与している可能性があるという仮説を述べている。

「この研究では、単一細胞のトランスクリプトーム解析やCRISPRなど、いくつかのアプローチを活用する必要がありましたが、これらのメカニズムを解明できたのは、ミクログリア、アストロサイト、ニューロンという、脳の主要な3種類の細胞を含むヒトiPSC由来の複雑な3培養細胞でした」とHammond氏は説明しています。"このツールは、私のチームの科学者であるショーン・ライアンによって開発されたもので、彼は、この論文の主執筆者でもあります。"

彼らの実験を行うために、研究者達は、ミクログリアを三培養系で育てました。一連の遺伝学的手法と実験的手法を用いて、これらのミクログリアが鉄に強く反応し、フェロプトーシスにもかかりやすいことを明らかにしました。

さらに、鉄の過負荷によってミクログリアの転写状態が変化することを示し、これは、死亡したPD患者の脳組織中のミクログリアで観察されたトランスクリプトーム署名と重なることを明らかにした。Hammond教授らは、三培養系からミクログリアを取り除くと、鉄による神経毒性発現が有意に遅くなることを確認した。このことから、鉄過剰負荷に対するミクログリアの反応が、神経変性に重要な役割を果たすことが示唆された。

今回の研究は、鉄を含んだミクログリアがさまざまなPDやその他の神経変性疾患に寄与している可能性を示した最初の研究の一つである。将来的には、新たな重要な発見への道を開き、これらの疾患に対する新たな治療介入法の開発につながる可能性があります。

"我々は、ミクログリアが、有毒な鉄を取り込んで安全に貯蔵することによって、実際にニューロンを守ろうとしていると考えています。"ミクログリアは、多くの有益な活動を行うので、治療的にどのようにターゲットにするかは注意しなければなりませんが、もし、ターゲットアプローチを見つけることができれば、鉄の過剰蓄積を伴うパーキンソン病などの疾患に対する重要なノードになる可能性があります。"とハモンド氏は述べています。
より詳細な情報はこちら。Sean K. Ryan et al, Microglia ferroptosis is regulated by SEC24B and contributes to neurodegeneration, Nature Neuroscience (2022). DOI: 10.1038/s41593-022-01221-3

Jonathan D. Proto et al, Disrupted microglial iron homeostasis in progressive multiple sclerosis, bioRxiv (2021). doi: 10.1101/2021.05.09.443127

ジャーナル情報です。ネイチャー・ニューロサイエンス

編集部へのフィードバック
関連記事
神経細胞が加齢に伴う鉄の蓄積にどのように対応するのか、新たな研究で明らかになった
2022年12月6日
神経変性疾患の治療に循環由来骨髄系細胞を用いたマウスのミクログリア代替療法を開発
2022年3月18日
報告
パーキンソン病の変異が脳内の鉄の方向性を誤らせる
2021年12月16日
敵か味方か？アルツハイマー病における免疫細胞の役割を探る
2022年2月4日
脳幹の聴覚経路はミクログリアがいないと正常に発達しないことが判明
2021年2月8日
脳内の細胞の残骸を除去するバックアップ機構を発見
2020年11月9日
おすすめ
コメントを読み込む (1)
アメリカの平均妊娠期間はヨーロッパ諸国より短い
21 時間前
日和見感染症にかかりやすくなる新たな遺伝子疾患が研究で明らかに
21 時間前
オバマケア後、統合失調症の成人が健康保険に加入するケースが増加
2023年1月20日
免疫記憶を制御することで、免疫系が病気と闘うのを助ける可能性があることが判明
2023年1月20日
遺伝学者が自分の血液を一滴ずつ調べ、血液瓶からは見えないものを発見した。
2023年1月20日
脊髄損傷。脳と神経の刺激で運動は回復するのか？
2023年1月20日
アルツハイマー病の主要な危険因子は、女性よりも男性に影響することが明らかになった。
2023年1月20日
肺動脈性肺高血圧症の起源を解明するための「分子スナップショット」を撮影
2023年1月20日
乳房にがんが発生するリスクが2倍になる女性を特定
2023年1月20日
NK細胞由来の体内「殺人魚雷」はがんと戦えるのか？
2023年1月20日
ハイブリッド免疫がCOVID-19に対する最良の防御となることを研究者らが発見
2023年1月20日

この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？