ミクログリアを狙う:パーキンソン病の新しいアプローチ
研究は、免疫細胞の調整がパーキンソン病の治療にどのように役立つかを探ってる。
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ミクログリア、つまり脳の免疫細胞に関する研究は、パーキンソン病(PD)などの病気で重要な研究分野になってる。科学者たちは、ミクログリアのタイプの変化がこれらの病気の進行に大きく関わってると考えてる。特に、ミクログリアは正常な状態と病気関連の状態の間で移行できて、これが炎症や脳細胞の損傷に繋がるんだ。
パーキンソン病では、研究によって活性化されたミクログリアが患者の脳に存在することがわかった。最近の発見により、高度な技術を使った研究で、ミッドブレインにある特定のミクログリアのグループが病気の間により活発になることが明らかになり、炎症に寄与していることがわかった。動物実験では、PDに関連するアルファシヌクレインというタンパク質がミクログリアの挙動や血流からの免疫細胞の侵入に影響を与える可能性があるってことが示唆されている。
治療の観点からは、科学者たちはこうした過剰活性な免疫細胞を鎮めて、アルファシヌクレインのような有害なタンパク質を脳から取り除くのを助ける戦略を探っている。これが脳細胞の損傷を防ぐ可能性があるんだ。
カンナビノイドシステムとパーキンソン病
最近、さまざまな身体機能を調整するカンナビノイドシステムがパーキンソン病に関連付けられるようになってきた。このシステムに関連する特定の遺伝子変異が、早期発症のPDを持ついくつかの家族で見つかっている。この遺伝子は、脳内のカンナビノイド受容体と相互作用する2-アラキドニルグリセロール(2-AG)という物質を生成する役割を持っている。
その中の一つの受容体、CB2は、活性化されたミクログリアや他の免疫細胞に多く存在している。これにより、研究者たちはCB2をターゲットにすることで、炎症を管理したり、パーキンソン病の文脈で免疫応答を改善できるかに興味を持っている。
研究により、CB2受容体はパーキンソン病患者の脳や動物モデルでより活性化されていることがわかった。この受容体の活性を高めることで、研究者たちは炎症を減少させ、いくつかの動物研究で脳細胞を保護することができた。ただし、こうした治療がアルファシヌクレインのような有害なタンパク質を脳から取り除くのにどう影響するかについては、まだ学ぶことがたくさんある。
SMM-189を使った新しいアプローチの検討
CB2をターゲットにしてアルファシヌクレインを取り除く手助けになるかを深く知るために、研究者たちはSMM-189という新しい化合物を研究することにした。この化合物はCB2の逆アゴニストとして機能して、受容体に結合して過剰活性になるのを防ぐ。以前の研究では、この薬が脳の炎症をバランスさせることで、外傷性脳損傷の動物モデルで脳の損傷を減少させたり、行動を改善するかもしれないことが示唆されている。
科学者たちは、アルファシヌクレインを過剰に生成するように遺伝子改造されたラットを使って実験を行った。これらのラットにSMM-189を投与して、数週間にわたって状態をモニタリングした。目的は、薬が脳内の炎症環境を変化させ、有害なアルファシヌクレインを取り除く手助けができるかを見ることだった。
実験デザインと方法
研究者たちは、4〜5ヶ月齢のオスのラットを使用した。これらのラットはペアで飼育され、制御された照明条件下に置かれた。適応後、研究者たちはウイルスベクターをラットに注射して、人間のアルファシヌクレインを過剰に生成させるようにした。これは脳細胞に損傷を与えないように非常に慎重に行われた。
1週間後、ラットは2つのグループに分けられた。一方のグループには毎日SMM-189の注射が行われ、もう一方のグループには薬を含まない溶液が投与された。注射は8週間行われ、研究の終わりに様々なテストを行って治療の効果を分析した。
研究者たちは、さまざまな時間点でラットから血液サンプルを収集して、SMM-189のレベルを測定し、免疫応答を評価した。また、脳組織も収集して、アルファシヌクレインや他の炎症マーカーのレベルを分析した。
SMM-189の効果の分析
研究者たちは、SMM-189治療が治療を受けたラットの脳で目に見える変化をもたらしたと発見した。具体的には、リン酸化されたアルファシヌクレインのレベルが治療を受けたラットで低下しており、これがその有害なタンパク質の集積を減らす手助けをするかもしれないことを示唆している。ただし、アルファシヌクレインの総量は大きく変化しなかったことから、SMM-189は特に有害なリン酸化型のタンパク質に影響を与える可能性がある。
さらに、研究者たちは脳内の免疫細胞の活性を評価した。特定の免疫細胞の全体数は変わらなかったが、これらの細胞の特性は変化していた。SMM-189による治療は、貪食細胞の活性に関連するマーカーを増加させ、免疫細胞が脳内の損傷を掃除するのがより効果的になったことを示唆している。
SMM-189に対する免疫系の変化
研究の主な目的の一つは、SMM-189が脳と血流内の免疫細胞の挙動にどう影響するかを理解することだった。科学者たちは、治療後にこれらの免疫細胞のプロファイルに大きな変化が見られた。
4週目の時点で、SMM-189は脳内の単球と呼ばれる免疫細胞のサブセットの頻度を減少させた。これは、薬が有害な免疫細胞の脳内への侵入を制限するのを手助けするかもしれないことを示唆していて、炎症を減少させるのに有益かもしれない。しかし、8週目の時点で、治療を受けたラットの脳内の単球のレベルは再び増加していて、薬が免疫応答のタイミングや程度に影響を与える可能性があることを示している。
SMM-189による治療は、脳内のT細胞の活性化も高めたように見えた。CD4+ T細胞とCD8+ T細胞の比率が高く、これはアルファシヌクレインの影響に対抗するためのよりサポート的な免疫環境へのシフトを示しているかもしれない。
結論:神経変性疾患におけるCB2調整の未来
全体的に、この研究の結果は、カンナビノイドシステム、特にCB2受容体を調整することがパーキンソン病や他の神経変性疾患の治療において治療の可能性を提供する新しい洞察を与える。SMM-189の使用は、脳内の炎症環境を変化させ、健康的な免疫応答を促進するのに役立つかもしれないことを示している。
この研究は、神経変性疾患における免疫系の役割をさらに探求する重要性を強調している。今後の研究で、カンナビノイドシステムをターゲットにした治療法が、パーキンソン病の進行を遅らせたり、影響を受けた人々の生活の質を改善するための戦略の重要な部分になる可能性がある。こうしたメカニズムがどのように機能するかが明らかになるにつれて、将来の治療法は、有害なタンパク質の集積の影響と戦うために、体の免疫応答を活用できるかもしれない。
タイトル: Modulation of cannabinoid receptor 2 alters neuroinflammation and reduces formation of alpha-synuclein aggregates in a rat model of nigral synucleinopathy
概要: Research into the disequilibrium of microglial phenotypes has become an area of intense focus in neurodegenerative disease as a potential mechanism that contributes to chronic neuroinflammation and neuronal loss in Parkinsons disease (PD). There is growing evidence that neuroinflammation accompanies and may promote progression of alpha-synuclein (Asyn)-induced nigral dopaminergic (DA) degeneration. From a therapeutic perspective, development of immunomodulatory strategies that dampen overproduction of pro-inflammatory cytokines from chronically activated immune cells and induce a pro-phagocytic phenotype is expected to promote Asyn removal and protect vulnerable neurons. Cannabinoid receptor-2 (CB2) is highly expressed on activated microglia and peripheral immune cells, is upregulated in the substantia nigra of individuals with PD and in mouse models of nigral degeneration. Furthermore, modulation of CB2 protects against rotenone-induced nigral degeneration; however, CB2 has not been pharmacologically and selectively targeted in an Asyn model of PD. Here, we report that 7 weeks of peripheral administration of CB2 inverse agonist SMM-189 reduced phosphorylated (pSer129) alpha-synuclein in the substantia nigra compared to vehicle treatment. Additionally, SMM-189 delayed Asyn-induced immune cell infiltration into the brain as determined by flow cytometry, increased CD68 protein expression, and elevated wound-healing-immune-mediator gene expression. Additionally, peripheral immune cells increased wound-healing non-classical monocytes and decreased pro-inflammatory classical monocytes. In vitro analysis of RAW264.7 macrophages treated with lipopolysaccharide (LPS) and SMM-189 revealed increased phagocytosis as measured by the uptake of fluorescence of pHrodo E. coli bioparticles. Together, results suggest that targeting CB2 with SMM-189 skews immune cell function toward a phagocytic phenotype and reduces toxic aggregated species of Asyn. Our novel findings demonstrate that CB2 may be a target to modulate inflammatory and immune responses in proteinopathies.
著者: Valerie Joers, B. C. Murray, C. McLaughlin, D. Oliver, H. Staley, J. E. Coronado, C. Achat-Mendes, S. Golshani, S. D. Kelly, M. Goodson, D. Lee, F. P. Manfredsson, B. M. Moore, M. G. Tansey
最終更新: 2024-03-23 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.25.554814
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.25.554814.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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