研究は遺伝子を高齢者の認知回復力に結びつける–ScienceDaily

by REVOLUSYNAPSE
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多くの人々は、年をとるにつれてアルツハイマー病または他の形態の認知症を発症します。 しかし、脳が神経変性の根本的な兆候を示していても、他の人は老後も鋭いままです。

これらの認知力のある人々の中で、研究者は、認知症を予防するのに役立つ要因として、教育レベルと知的刺激活動に費やされた時間を特定しました。 MITの研究者による新しい研究は、この種の濃縮が、認知機能低下への抵抗を促進する脳内の遺伝子プログラムを制御するMEF2と呼ばれる遺伝子ファミリーを活性化するように見えることを示しています。

研究者らは、MEF2とヒトとマウスの両方の認知レジリエンスとの間のこの関連性を観察しました。 調査結果は、MEF2またはそのターゲットの活動を強化することが加齢性認知症から保護する可能性があることを示唆しています。

「脳の機能を保護することができる回復力の要因があることがますます理解されています」とMITのピコワー学習記憶研究所の所長であるLi-HueiTsaiは言います。 「この回復力のメカニズムを理解することは、治療的介入や認知機能低下および神経変性関連認知症の予防について考えるときに役立つ可能性があります。」

ツァイはこの研究の筆頭著者であり、本日 科学翻訳医学。 主執筆者は、最近MIT博士号を取得したScarlett BarkerとMITのポスドク、ボストン小児病院の医師Ravikiran(Ravi)Rajuです。

保護効果

多くの研究は、環境刺激が神経変性の影響に対してある程度の保護を提供することを示唆しています。 研究は、教育レベル、仕事の種類、話される言語の数、およびクロスワードパズルを読んだり実行したりするなどの活動に費やされた時間をより高い認知回復力に関連付けました。

MITチームは、これらの環境要因がニューロンレベルで脳にどのように影響するかを解明しようと試みました。 彼らは人間のデータセットとマウスモデルを並行して調べ、両方のトラックが重要なプレーヤーとしてMEF2に収束しました。

MEF2は、もともと心臓の筋肉の発達に重要な因子として同定された転写因子ですが、後にニューロンの機能と神経の発達に役割を果たすことが発見されました。 MITチームは、1,000人をわずかに超える人々で構成される2つの人間のデータセットで、認知の回復力がMEF2とそれが調節する多くの遺伝子の発現と高度に相関していることを発見しました。

これらの遺伝子の多くは、ニューロンの興奮性、または電気インパルスをどれだけ簡単に発火させるかを制御するイオンチャネルをエンコードします。 研究者らはまた、ヒトの脳細胞の単一細胞RNAシーケンス研究から、MEF2が回復力のある個人の前頭前野の興奮性ニューロンの亜集団で最も活性があるように見えることを発見しました。

マウスの認知回復力を研究するために、研究者らは、おもちゃのないケージで飼育されたマウスと、数日ごとに交換されるランニングホイールとおもちゃでより刺激的な環境に置かれたマウスを比較しました。 彼らが人間の研究で見つけたように、MEF2は濃縮された環境にさらされたマウスの脳でより活発でした。 これらのマウスはまた、学習と記憶のタスクでより良いパフォーマンスを示しました。

研究者が前頭皮質でMEF2の遺伝子をノックアウトしたとき、これは、濃縮された環境で育てられることから利益を得るマウスの能力をブロックし、それらのニューロンは異常に興奮するようになりました。

「これは、MEF2が環境の変数に応じて全体的な認知能力を決定する役割を果たしていることを示唆しているため、特にエキサイティングでした」とRaju氏は言います。

次に、研究者らは、MEF2が、脳内でもつれを形成し、認知症に関連するタウタンパク質のバージョンを発現するマウスモデルで、認知障害の症状のいくつかを逆転させることができるかどうかを調査しました。 これらのマウスが若い年齢でMEF2を過剰発現するように設計された場合、それらは後年にタウタンパク質によって生成される通常の認知障害を示さなかった。 これらのマウスでは、MEF2を過剰発現するニューロンは興奮性が低かった。

「神経変性に関する多くの人間の研究とマウスモデルの研究は、ニューロンが病気の進行の初期段階で過興奮になることを示しました」とRajuは言います。 「神経変性のマウスモデルでMEF2を過剰発現させたとき、この過興奮を防ぐことができたことがわかりました。これは、対照マウスよりも認知的に優れたパフォーマンスを示した理由を説明している可能性があります。」

レジリエンスの強化

調査結果は、MEF2活動の強化が認知症からの保護に役立つ可能性があることを示唆しています。 ただし、MEF2は他の種類の細胞や細胞プロセスにも影響を与えるため、MEF2を活性化しても有害な副作用がないことを確認するには、さらに研究が必要であると研究者らは述べています。

MITチームは現在、濃縮環境への暴露によってMEF2がどのように活性化されるかをさらに調査することを望んでいます。 彼らはまた、この研究で調査したイオンチャネルを超えて、MEF2が制御する他の遺伝子の影響のいくつかを調べることを計画しています。 このような研究は、薬物治療の追加のターゲットを明らかにするのに役立つ可能性があります。

「レジリエンスと神経保護を誘導するために非常に重要なエフェクターのサブセットまたはクラスを特定することで、より標的を絞った治療法を想像できる可能性があります」とRaju氏は言います。

この研究は、Glenn Center for Biology of Aging Research、National Institute of Aging、Cure Alzheimer’s Fund、およびEunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and HumanDevelopmentによって資金提供されました。



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