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# 生物学# 神経科学

アルツハイマーにおけるエストロゲンの役割:新たな発見

研究によると、エストロゲン受容体ERβがアミロイドプラークと脳の健康にどのように影響するかがわかったよ。

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最近の研究で、エストロゲンっていう女性ホルモンが脳を守るかもしれないってわかったんだ。この保護は閉経後に消えちゃうみたいで、だから女性はアルツハイマー病(AD)になるリスクが高くなるのかもしれない。研究者たちは、卵巣を取る手術が認知症のリスクファクターになる可能性があるって見つけたんだけど、全ての年配女性が閉経を迎えるけど、全員が認知症になるわけじゃないから、エストロゲンが減るときに他にも影響する要因があるはずだよ。

脳にはERα、ERβ、GPER1の3種類のエストロゲン受容体がある。ERαは主に生殖をコントロールする脳の部分にあるんだ。GPER1とERβの機能は完全にはわからないけど、3つの受容体は記憶や学習に関連する領域、例えば皮質や海馬に存在している。いくつかの研究では、ERβを活性化することが副作用が少ないから、新しい治療のターゲットとしていいかもしれないって言われてる。アルツハイマーの場合、ERβが脳を守って神経細胞を生かしてる可能性があるんだ。ただ、研究ごとに結果がバラバラだから、ERβの役割についてはまだ不確かなんだよね。

この研究は、アルツハイマー病を模した特別なマウスモデルで、ERβがアミロイドプラークの蓄積を減らす役割に焦点を当ててる。私たちはLY500307っていう特定の薬を使ってERβを選択的に活性化させて、効果があるか見たんだ。この薬は、閉経中の女性のうつ病治療にも使われてるから、今回の研究にぴったりなんだ。結果として、LY500307が脳内のアミロイドプラークの蓄積を防いで、オスとメスのマウスの記憶の低下も防ぐことがわかったよ。薬は、プラーク形成に関与するAPPっていうタンパク質の処理には影響しなかったけど、特にオスのマウスで脳内の活性化された免疫細胞の数を減らしたんだ。それに、エストロゲンを手術で取り除くと、メスのマウスでのアミロイド蓄積への影響が少なくなることがわかったよ。

動物と治療

この研究では、APPNL-G-Fっていう遺伝子改変マウスを使って、人間のアルツハイマー病を模倣してるんだ。マウスが一定の年齢に達したとき、メスのマウスは卵巣を取り除く手術を受けるか、偽手術を受けることになった。両性のマウスには、LY500307かプラセボ(有効成分が含まれてない)を与えた。治療は7日間続けて、その後7日間の休止期間を設けて、薬の効果に干渉しないようにしたよ。治療後、マウスは行動テストを受けて、その後脳を調べるために犠牲にされたんだ。

行動テスト

治療が記憶にどんな影響を与えるかを評価するために、いくつかのテストを実施したよ。1つのテストでは、マウスをチャンバーに置き、音と軽い電気ショックを恐れの反応と結びつけられるように学習させた。研究者たちは、これらの合図に対してマウスがどれくらいフリーズするかを観察して、記憶を呼び覚ます様子を見たんだ。別のテストではY字型迷路を使って空間記憶を測定した。マウスを3つのアームを持つ迷路に置いて、マウスが新しいアームをどれだけ探検するかを記録したよ。

脳の分析

行動テストの後、研究者たちは脳の組織を調べた。アミロイドプラークの存在を確認したり、脳細胞の活動を評価するためにさまざまな技術を使ったんだ。これは、特定の染料で脳のスライスを染めて、顕微鏡で調べることを含むよ。アミロイドプラークの数とサイズを定量化し、炎症や免疫細胞の活動を示すマーカーも調べたんだ。

LY500307がアミロイド病理に与える影響

研究の結果、LY500307を使った治療は、オスとメスのマウスの脳内でアミロイドプラークが少なく、小さくなってることがわかったよ。全体的な健康に関して、この結果は治療がアミロイドベータの有毒な形を減らすことを示してるんだ。興味深いことに、卵巣を取り除く手術はプラークレベルの有意な増加をもたらさなかったから、エストロゲンがアミロイド病理に関して唯一の要因じゃないかもしれないね。

APP処理への影響

LY500307がアミロイドレベルにどのように影響しているかを理解するために、研究者たちはAPPって呼ばれる別のタンパク質の処理に影響を与えるか調べたんだ。分析の結果、治療によってフルレングスのAPPのレベルには有意な変化がなかったから、ERβの活性化はこのタンパク質の処理を直接変えるわけじゃなさそうだね。この結果は、ERβがアミロイドを取り除くのを助けるかもしれないことを示唆してるよ。

ERβが脳細胞に与える影響

アストロサイトやミクログリアは、アミロイドの蓄積を管理したり脳の健康をサポートする脳の細胞の種類なんだ。この研究では、ERβ治療がこれらの細胞にどんな影響を与えたかを調べたよ。研究者たちは、LY500307がオスとメスのマウスのアストロサイトの数に大きな変化をもたらさなかったことがわかった。ただ、オスのマウスでは活性化されたミクログリアの数が顕著に減少したけど、メスのマウスでは変化があまり見られなかったんだ。

免疫応答と炎症

研究では、アミロイドプラークに対する免疫系の反応を理解するために、脳内のさまざまな炎症マーカーも調べたよ。結果として、LY500307による治療がいくつかの炎症誘発物質のレベルを下げることがわかったから、ERβがアミロイド病理に関連する過剰な炎症を減らす手助けになるかもしれないっていう懸念が生まれたんだ。面白いことに、卵巣を取り除くことによってエストロゲンが失われると、特にメスのマウスで炎症マーカーに変化が見られたから、エストロゲンが脳の健康や免疫応答に与える影響の複雑さが際立っているよ。

ミクログリアの機能とファゴサイトーシス

ERβがミクログリアの機能に直接与える影響を分析するために、研究チームはミクログリアが治療にどのように反応するかを調べたんだ。オスとメスのマウスからのミクログリアの一次培養を使った実験では、異なる反応が観察されたよ。ERβが失われると、オスのミクログリアはアミロイドを取り込む能力が低下した一方、メスのミクログリアは治療に応じて様々な反応を示したんだ。

全体として、これらの違いは、脳の免疫細胞がエストロゲンの信号にどのように応答するかにおける性別の影響を強調しているね。

結論

この研究は、エストロゲンとその受容体、特にERβがアルツハイマー病に対する保護をどのように行うかの理解を深めつつ、男女の脳の違いについても強調している。ERβは主にアミロイドプラーク形成の減少と免疫応答の変化を通じて神経保護効果を提供しているようだった。ただ、卵巣の除去があったから、エストロゲンレベルによる影響はあるけど、他にもメカニズムがあるって示唆されたんだ。

今後の研究では、男女の脳におけるこれらの相互作用をさらに探ったり、ERβをターゲットにした治療がアルツハイマー病や他の神経疾患にどう役立つかを理解する必要があるよ。

全体的に、この研究は脳の健康におけるホルモン信号の複雑な役割を探るもので、特にアルツハイマー病との関連で、研究や治療戦略における性別の違いを考慮する重要性を強調してるんだ。

オリジナルソース

タイトル: ERβ mediates sex-specific protection in the App-NL-G-F mouse model of Alzheimer's disease

概要: Menopausal loss of neuroprotective estrogen is thought to contribute to the sex differences in Alzheimers disease (AD). Activation of estrogen receptor beta (ER{beta}) can be clinically relevant since it avoids the negative systemic effects of ER activation. However, very few studies have explored ER{beta}-mediated neuroprotection in AD, and no information on its contribution to the sex differences in AD exists. In the present study we specifically explored the role of ER{beta} in mediating sex-specific protection against AD pathology in the clinically relevant AppNL-G-F knock-in mouse model of amyloidosis, and if surgical menopause (ovariectomy) modulates pathology in this model. We treated male and female AppNL-G-F mice with the selective ER{beta} agonist LY500307 and subset of the females was ovariectomized prior to treatment. Memory performance was assessed and a battery of biochemical assays were used to evaluate amyloid pathology and neuroinflammation. Primary microglial cultures from male and female wild-type and ER{beta}-knockout mice were used to assess ER{beta}s effect on microglial activation and phagocytosis. We find that ER{beta} activation protects against amyloid pathology and cognitive decline in male and female AppNL-G-F mice. Ovariectomy increased soluble amyloid beta (A{beta}) in cortex and insoluble A{beta} in hippocampus, but had otherwise limited effects on pathology. We further identify that ER{beta} does not alter APP processing, but rather exerts its protection through amyloid scavenging that at least in part is mediated via microglia in a sex-specific manner. Combined, we provide new understanding to the sex differences in AD by demonstrating that ER{beta} protects against AD pathology differently in males and females, warranting reassessment of ER{beta} in combating AD.

著者: Ivan Nalvarte, A. Demetriou, B. Lindqvist, H. G. Ali, M. M. Shamekh, S. Maioli, J. Inzunza, M. Varshney

最終更新: 2024-07-23 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.22.604543

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.22.604543.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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