神経炎症とTSPOイメージングに関する新しい知見
研究が、TSPO PETイメージングを使って神経炎症におけるミクログリアの活動を明らかにした。
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目次
神経炎症っていうのは、脳の免疫反応のことで、時間が経つにつれて神経細胞が死ぬ病気に大きな影響を与えるんだ。神経炎症に加えて、形が間違ったタンパク質の蓄積や神経細胞のつながりの喪失も、これらの病気に関与してる。免疫反応の重要な役割を果たしているのは、ミクログリアって呼ばれる細胞の一種で、病気の重症度や進行の速さとも関係があるんだ。科学者たちは、実際の患者で神経炎症を測定する方法を探ることに興味を持ってて、これが病気の進行を予測したり、治療の選択肢に影響を与えるかもしれないんだ。
神経炎症を研究するためのPETイメージングの利用
神経炎症を研究する一つの方法が、PET(陽電子放出断層撮影)って呼ばれるイメージング技術。これは、ミクログリアを含む特定の脳細胞の表面にあるTSPOっていうタンパク質に結合する特別なマーカーを使ってる。このPETイメージングを使用することで、アルツハイマーやパーキンソン病などの病気の患者の脳内の炎症の変化を見ることができるんだ。TSPOマーカーの結合が増えると、これらの病気における神経炎症を示すことができて、脳のどこで炎症が起こっているか、患者の状態との関係を示すことができる。
TSPO PETイメージングの解釈の課題
TSPO PETイメージングは便利なんだけど、結果の意味については議論があるんだ。初期の研究では、TSPOマーカーの結合がミクログリアの活動と密接に関連していることが示唆されてた。でも、一部の研究では、TSPOマーカーがアストロサイトや血管細胞のような他の細胞タイプにも結合するかもしれないって疑問を提起してるし、これらの関係がPETスキャンの読み取りにどんな影響を与えるかも考えられてる。あるケースでは、特定の炎症条件に対してTSPOのレベルが上昇しなかったりして、PETスキャンで見られる変化を引き起こしている細胞タイプを明確にするためにはもっと研究が必要だってことを示してる。
PSPとTSPO PETイメージングに関する研究
この研究は、進行性核上性麻痺(PSP)という特定の脳病に焦点を当ててる。これはタウオパチーの一種で、タウと呼ばれるタンパク質が蓄積して脳細胞を傷つけるんだ。主な目的は、PSPのTSPOレベルの増加が主にミクログリアによるものかどうか、そしてTSPOイメージングの結果が死後の脳で見られたものと一致するかどうかを見極めること。
PSPと診断された8人がこの研究に参加した。彼らは亡くなる前にTSPOマーカーで脳をスキャンされ、その後炎症の兆候を調べるために脳が分析された。健康な個体の対照群も比較用に含まれてた。
脳内のTSPO発現を調査する
TSPOが脳内のどこにあるかを理解するために、研究者たちは脳組織の断面を染色する方法を使って、どの細胞タイプがTSPOを持っているかを見ることができた。ミクログリア、アストロサイト、血管を構成する細胞を詳しく調べた。その結果、TSPOは多くの細胞タイプに存在してたけど、特に脳の白質においてミクログリアの中で著しく高い存在が見られた。
研究は、PSPの患者においてミクログリアのTSPOレベルが対照群と比べて著しい増加を示していることを明らかにした。研究者たちは、脳の異なる部分でのTSPOレベルを比較したとき、この増加が白質でより顕著であることを発見した。
ミクログリアとTSPOイメージングの関係
TSPOイメージングが本当にミクログリアの活動を示していることを確認するために、研究者たちはPETスキャンでのTSPOイメージングの結果と死後の脳組織におけるミクログリア活動の特定のマーカーであるCD68の存在を比較した。彼らは、生前に見られたTSPOマーカーのレベルと、死後に存在する活性ミクログリアの量との間に強い関係があることを発見した。
この発見は、生きている患者で検出された高いTSPO結合が、実際にミクログリアの活動が増加していることのサインであるという考えを支持してる。一方で、研究者たちはこのTSPOマーカーとアストロサイトの活動との間に強い関連性は見つけられなかった。
脳病の理解に向けた意義
この研究の主なポイントは、TSPOが脳内の異なる細胞タイプに見られるものの、PSPのような病気に関しては、主にミクログリアがTSPOレベルの増加を引き起こしているということ。これは、TSPO PETイメージングを、こうした脳病におけるミクログリアによる神経炎症の特定の指標として解釈できるってことだ。
異なる病気では、TSPOの挙動に変化が見られるかもしれなくて、TSPOレベルと関与している細胞タイプの関係は、特定の病気やその進行段階によって変わる可能性がある。これらの違いを理解することが重要で、PSP以外のさまざまな状態におけるTSPO PETイメージングの使用方法を導く手助けになる。
制限と今後の方向性
この研究には、参加者の数が少ないという限界があったけど、これは得られた結論の強さに影響を与えるかもしれない。しかし、研究者たちはこの発見が以前の研究と十分に一致していると考えていて、PSPにおけるTSPOの増加におけるミクログリアの役割に対するしっかりとした証拠を提供しているんだ。
今後の研究では、ミクログリアの活動とTSPO結合の関係が他の神経変性疾患でも一貫しているかどうかを調査する必要があるね。また、病気の進行を修正することを目指す新しい治療法の評価のために、TSPO PETイメージングを臨床試験で使用する可能性を探る必要もある。
結論
要するに、この研究は、TSPO PETイメージングが神経炎症を研究するための貴重なツールであるという考えを支持してる。特にPSPのような病気では、TSPOレベルの増加が主にミクログリアの活動に関連しているっていう証拠があるんだ。TSPO PETが脳内の炎症を追跡するのに役立つ可能性があるから、神経変性疾患の診断やモニタリングにおいて重要な役割を果たすかもしれないし、潜在的な治療法の効果を探る手助けにもなる。この研究は、脳の炎症がさまざまな神経学的状態とどのように関係しているかについての理解を深めて、これらの病気のより良い理解と管理への道を切り開いてくれるんだ。
タイトル: Post-Mortem validation of in vivo 18kDa Translocator Protein (TSPO) PET as a microglial biomarker
概要: Neuroinflammation is a feature of many neurodegenerative diseases, and can be quantified in vivo by PET imaging with radioligands for the translocator protein (TSPO, e.g. [11C]-PK11195). TSPO radioligand binding correlates with clinical severity and predicts clinical progression. However, the cellular substrate of altered TSPO binding is controversial and requires neuropathological validation. We used progressive supranuclear palsy (PSP) as a demonstrator condition, to test the hypothesis that [11C]-PK11195 PET reflects microglial changes. We included people with PSP-Richardsons syndrome who had undergone [11C]-PK11195 PET in life. In post-mortem brain tissue from the same participants we characterised cell-type specific TSPO expression with double-immunofluorescence labelling and quantified microgliosis in eight cortical and eleven subcortical regions with CD68 immunohistochemistry. Double-immunofluorescence labelling for TSPO and cell markers showed TSPO expression in microglia, astrocytes, and endothelial cells. Microglial TSPO expression was higher in donors with PSP compared to controls, which was not the case for astrocytic TSPO expression. There was a significant positive correlation between regional [11C]-PK11195 binding potential ante-mortem and the density of post-mortem CD68+ phagocytic microglia, as well as microglial TSPO expression. We conclude that [11C]-PK11195 binding in vivo is driven by microglia and can be interpreted as a biomarker of microglia-mediated neuroinflammation in tauopathies.
著者: Maura Malpetti, S. S. Wijesinghe, J. B. Rowe, H. D. Mason, K. S. Allinson, R. Thomas, D. Vontobel, T. D. Fryer, Y. T. Hong, M. Bacioglu, M. G. Spillantini, J. Van den Ameele, J. T. O'Brien, S. Kaalund, A. Quaegebeur
最終更新: 2024-07-15 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.07.15.24309178
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.07.15.24309178.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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