Simple Science

最先端の科学をわかりやすく解説

# 生物学# 神経科学

神経変性疾患と神経精神障害のつながり

研究によると、神経変性疾患と神経精神障害には共通の経路があることがわかり、治療のチャンスが強調されている。

― 1 分で読む


神経変性疾患の洞察神経変性疾患の洞察明らかにした。研究が新しい治療法の可能性に関する関連を
目次

神経変性は、脳内の神経細胞が徐々に失われることを指していて、思考、記憶、運動に問題を引き起こすんだ。神経変性を伴う一般的な病気には、アルツハイマー病やパーキンソン病がある。人々が長生きするようになってきて、これらの病気は社会にとってますます大きな課題となってきてるから、医療費も増えるし、効果的な治療法が必要になってる。

年齢が神経変性疾患に与える影響

年齢は神経変性疾患を発症するリスクに大きく影響する。寿命が延びるにつれて、もっと多くの人がこれらの病気を経験する可能性が高くなって、家族や医療システムにとって大きな負担になるんだ。だから、この傾向を考えると、病気を止めたり遅らせたりする治療法が急務なんだよね。

神経変性疾患の症状と原因

いろんな神経変性疾患は特定の神経細胞群に影響を与える。例えば、パーキンソン病ではドーパミンを作る神経細胞が減って、運動に問題が出てくる。一方、筋萎縮性側索硬化症(ALS)みたいな病気は運動ニューロンが死んじゃって、運動や話すことに困難が生じるんだ。これらの病気には独特の特徴があるけど、たんぱく質のバランス、エネルギーの使い方、炎症、細胞死の問題など、共通の特徴もあるんだ。

興味深いことに、アルツハイマー病の高齢者の多くは他の神経変性疾患の兆候も見せていて、複数の病気が同時に起こる可能性があることを示唆してる。研究によると、さまざまな病気に関連する共通のたんぱく質が同じ個人にしばしば見られるから、異なる疾患間での根本的なプロセスがつながっているかもしれない。例えば、パーキンソン病の患者のかなりの数が後に認知症を発症することがあって、これらの病気の関連性がさらに浮き彫りになってるんだ。

神経変性疾患の複雑な遺伝子

神経変性疾患の遺伝的側面は複雑だ。一部の家族性の場合では同じ遺伝子の変異に応じてさまざまな症状が出ることがあるし、他の遺伝子は異なる病気間で似たような結果を引き起こすこともある。より一般的な散発的なケースでも、複雑な遺伝的関係が見られる。異なる疾患間で局所的な遺伝的つながりはあっても、それだけでは観察される類似性を完全には説明できないんだ。

神経精神疾患との重複

神経精神疾患も神経変性疾患とかなりの重複がある。気分、行動、記憶の変化などの症状は両方のグループで見られることがある。うつ病を抱える人はしばしば不安も感じる高い共存率が見つかってるし、精神障害を持つ多くの人が複数の条件に該当することもある。

神経変性疾患とは異なり、神経精神疾患は多くの遺伝的リスク因子を共有しているから、共通の基盤があることを示唆してる。でも、これらの疾患の分類は難しいことがある。診断ガイドラインがこれらの病気の認識にバイアスを生むことがあって、分類についての議論が生じることもあるんだ。

治療のための交差疾患ターゲットの可能性

神経変性疾患と神経精神疾患の共通の特徴の研究は、治療のためにターゲットにできる共有の生物学的経路があることを示唆してる。異なる遺伝子が重複する症状にどのように寄与するかを理解することは、薬の開発において重要かもしれない。細胞表面で異なるたんぱく質が相互作用するリガンド-レセプター相互作用が、これらの重複が起こるメカニズムの一つかもしれない。

この仮説は、これらの相互作用の障害がさまざまな条件で似たような結果を引き起こす可能性があるってこと。遺伝子変異や環境要因などが、これらの相互作用の働き方を変えるかもしれないんだ。

研究方法と発見

この研究では、研究者たちがさまざまな病気にわたるリガンド-レセプター相互作用を探ることを目的にした。調査には、特定の遺伝的リスクに関連するいろんな神経学的および神経精神的疾患が含まれた。研究者たちは、これらの疾患に関連する遺伝子を特定し、発生する可能性のある相互作用を分析したんだ。

データベースを調べることで、リガンド(レセプターに結合するもの)として機能する遺伝子や、シグナルを受信するレセプターを探した。多くの神経疾患において、これらの遺伝子が重要な役割を果たしていることがわかった。例えば、特定の神経変性疾患は多くのレセプターと関連していて、これが病気の根本的なプロセスにおいて重要な役割を果たす可能性があるんだ。

リガンド-レセプター相互作用の役割

リガンド-レセプター相互作用は、特に脳において正常な細胞機能に欠かせない。この相互作用は病気の中で乱れることがあって、さらなる合併症を引き起こすことがある。分析を通じて、研究者たちは多くの神経疾患が共通のリガンド-レセプター相互作用を共有していることを発見し、異なる疾患間の共通の症状に関する潜在的な経路を示している。

さらに、研究は、特にパーキンソン病に関連する特定の遺伝子の重要性を強調していて、これが相互作用の広いネットワークの中で重要な役割を果たしていることを示してる。これは、これらの遺伝子を対象にすることで、多くの疾患における新しい治療の機会が提供されるかもしれないってことを意味してるんだ。

グリア細胞と神経細胞の重要性

疾患を越えたリガンド-レセプターネットワークの中で、神経を支えたり保護したりするグリア細胞と脳の活動を調整する抑制神経細胞が重要な役割を果たしていることがわかった。分析から、これらの細胞に関わる相互作用は、疾患間のリスクを理解する上で特に重要かもしれないことが明らかになった。経路分析からは、神経炎症や脳の発達といった重要なプロセスとの関連が示されている。

空間的コンテキストの重要性

これらの相互作用が脳内でどこで起こるかを理解することで、病気にどのように寄与するかがさらに明らかになる。研究者たちは、脳の皮質層内でのリガンド-レセプター相互作用の空間的コンテキストを探った。リスクに関連する遺伝子が最も高く発現している領域が特定の層にあり、特に背外側前頭前野の層6に位置していることがわかった。この知識は、介入が最も効果的である可能性がある場所を特定するのに役立つかもしれない。

薬の開発に向けた重要遺伝子の特定

すべての遺伝子がリガンド-レセプターネットワークに等しく寄与するわけではなく、接続に基づいて影響が大きいものもある。ネットワーク内でのさまざまな遺伝子の重要性を評価することで、研究者たちはいくつかの重要な候補を特定した。特に、最高評価の遺伝子の多くがパーキンソン病に関連していて、薬の開発の潜在的なターゲットと見なされているんだ。

今後の方向性と限界

この研究の発見は promising だけど、限界もある。遺伝情報のためにデータベースに依存していると、いくつかの重要な相互作用が見落とされる可能性がある。さらに、遺伝子発現とたんぱく質の機能の違いから、これらの相互作用の意味を完全に理解するにはさらなる調査が必要なんだ。

これらの課題にもかかわらず、この研究は神経学の分野における薬の開発のアプローチを変える必要性を強調している。遺伝子とその相互作用の相互関係を認識することで、神経変性疾患や神経精神疾患に対してより効果的な治療が可能になるかもしれない。

結論

神経変性疾患と神経精神疾患におけるリガンド-レセプター相互作用の探求は、今後の研究や治療戦略に役立つ重要なつながりを明らかにしている。共有のメカニズムや経路に焦点を当てることで、これらの複雑な条件に直面している患者に利益をもたらす新しい治療ターゲットを特定できる可能性がある。脳の生物学に関する理解が進むにつれて、神経変性疾患がもたらす緊急の課題に対処するアプローチも進化していくんだ。

オリジナルソース

タイトル: Network nature of ligand-receptor interactions underlies disease comorbidity in the brain

概要: Neurodegenerative disorders have overlapping symptoms and have high comorbidity rates, but this is not reflected in overlaps of risk genes. We have investigated whether ligand-receptor interactions (LRIs) are a mechanism by which distinct genes associated with disease risk can impact overlapping outcomes. We found that LRIs are likely disrupted in neurological disease and that the ligand-receptor networks associated with neurological diseases have substantial overlaps. Specifically, 96.8% of LRIs associated with disease risk are interconnected in a single LR network. These ligands and receptors are enriched for roles in inflammatory pathways and highlight the role of glia in cross-disease risk. Disruption to this LR network due to disease-associated processes (e.g. differential transcript use, protein misfolding) is likely to contribute to disease progression and risk of comorbidity. Our findings have implications for drug development, as they highlight the potential benefits and risks of pursuing cross-disease drug targets.

著者: Mina Ryten, M. Grant-Peters, A. Fairbrother-Browne, A. Hicks, B. Guo, R. H. Reynolds, L. A. Huuki-Myers, N. Eagles, J. Brenton, S. Garcia-Ruiz, N. Wood, S. Gandhi, K. Martinowich, K. Maynard, L. Collado-Torres

最終更新: 2024-06-16 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.15.599140

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.15.599140.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。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

著者たちからもっと読む

類似の記事