シャルコー・マリー・トゥース病タイプ1Aについてのインサイト
研究によってCMT1Aが神経の発達に与える重要な影響が明らかになった。
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シャルコー・マリー・トゥース病1A型(CMT1A)は、脳や脊髄の外にある神経に影響を与える最も一般的な遺伝的疾患だよ。この状態は、神経繊維を覆う保護層であるミエリンの変化によって主に引き起こされ、信号が神経を通ってどう移動するかが乱れちゃうんだ。研究が続いているけど、CMT1Aの症状の正確な理由はまだわからないことが多いんだ。
CMT1Aでは何が起こるの?
CMT1Aでは、科学者たちは通常のミエリン喪失(脱ミエリン化)ではなく、ミエリンが最初から形成されるプロセスに問題がある(これを脱ミエリン化と呼ぶ)ことに気づいているんだ。このミエリンの問題は、神経繊維が正しく発達しない原因になって、機能にも影響を与えるんだ。CMT1Aの患者さんは、神経信号の速度が一貫して遅く、通常の速度は約20 m/sなんだ。年を取っても大きく変わらないらしいよ。遅延は患者ごとに均一で、上肢と下肢の両方で見られるんだ。他の神経疾患の中には神経伝導速度にばらつきがあるものもあるけど、CMT1Aは特有の安定したパターンを示すんだ。
面白いことに、CMT1Aの小さな子供たちでもミエリンの問題の兆候が見られるし、その問題は大人になっても続くみたい。研究者たちは、神経繊維がミエリンの喪失と修復のサイクルを経る代わりに、ミエリンを形成するシュワン細胞が正しく発達しないことが問題なんじゃないかと考えているんだ。
神経繊維とミエリンの役割
神経伝導の特性は、ミエリン化された繊維のサイズや構造に大きく依存しているんだ。CMT1Aでは、これらの神経に明らかな異常が見られることが研究で示されている。例えば、大きな神経繊維は薄くなって、小さなものは逆に太くなることがあって、正常な機能が乱れちゃうんだ。ミエリンと神経繊維(軸索)とそれを支える細胞との相互作用が正しく働かないと、神経の発達がうまくいかないんだ。
通常、神経が発達するにつれて、大きな繊維は大きくなり、ミエリンは厚くなるんだけど、CMT1Aではこのプロセスに問題があって、繊維サイズの分布が変わっちゃうみたい。以前は、神経繊維の問題は単にミエリンの問題の結果だと思われていたけど、新しい証拠はCMT1Aではミエリンと神経繊維の両方の発達が妨げられていることを示しているんだ。
分子レベルでの変化
CMT1Aでは、構造的な問題に加えて、分子レベルでも変化があるんだ。これには、未熟なシュワン細胞を示すマーカーの増加が含まれていて、彼らの正常な発達がうまくいってないことを示唆しているんだ。さらに、脂質代謝に関わる遺伝子も正常に機能していないみたい。研究によれば、CMT1Aのミエリンの組成が変わっていて、神経繊維の動きにも影響を与えているんだ。
研究では、脂質の組成の変化が神経繊維の構造や機能に影響を与えることが示されているんだ。科学者たちがこれらの脂質経路に干渉すると、CMT1Aの繊維のいくつかの構造欠陥を改善できることがわかっているよ。これは、脂質の組成の改善がこの状態を理解し、治療する手がかりになるかもしれないってことを示唆しているんだ。
CMT1Aの発達を調べる
CMT1Aの発達についてもっと知るために、研究者たちは健康なラットとCMT1Aラットのミエリンと神経繊維の構造を時間をかけて調べたんだ。彼らは、CMT1Aの神経が未熟な外観を持っていることを発見した。この未熟さは発達の初期から明らかで、時間が経つにつれても続いているみたい。
研究は、非常に若い段階(新生児)から大人になるまで、CMT1Aラットのミエリンと神経繊維を正常なラットのそれと比較することを含んでいたんだ。彼らは、CMT1Aラットの神経繊維が健康なラットに比べて脂質の組成と構造の発達において有意な遅延を示していることがわかったんだ。
ミエリンと神経繊維に関する発見
詳しい分析を通じて、研究者たちは、CMT1Aラットの繊維が初期段階から健康なラットに比べて直径が小さく、ミエリンの量も少ないことを発見したんだ。神経の全体的な構造も異なっていて、これは神経内での信号の伝達に大きな影響を与える可能性があるんだ。
ミエリン形成に関与する特定の細胞の数も異なっていた。CMT1Aラットでは、これらの細胞は初期には数が多いけど、正しく成熟しないから、神経の問題をさらに悪化させちゃうんだ。
さらに、神経が発達するにつれて、神経繊維の大きさが通常通りに増加することはCMT1Aラットでは起こらず、代わりに繊維は小さくて数が多いままなんだ。これは、この患者たちに見られる信号速度の遅れに直接関係しているんだ。
信号速度への影響
神経繊維が発達する際、大きな直径と厚いミエリンは速い信号伝達に欠かせないんだ。CMT1Aでは、これらの特徴の成長が著しく遅れていることに研究者たちは注目しているんだ。CMT1Aでの大きな神経繊維のサイズが小さくなるのは重要で、なぜなら大きな繊維は速い信号伝達を担当しているからなんだ。これが神経を通しての信号の効率を下げちゃうんだ。
CMT1Aラットでのミエリンの厚さと繊維のサイズの問題は、未熟に見える繊維のネットワークを引き起こすんだ。これは、この状態の患者で見られる持続的な低い伝導速度を理解するための手がかりになるかもしれないね。
臨床的な影響
CMT1Aでのミエリンや繊維の成長の遅れを理解することは、新しい治療法を見つけるために重要かもしれないんだ。ラットと人間の発達段階の類似性を考えると、これらの研究から得られた発見は、CMT1Aが時間と共にどのように人に影響を与えるか、そして特定の年齢でなぜ症状が現れるかを理解する手助けになるかもしれないよ。
この研究は、CMT1Aで見られる初期の変化に貴重な洞察を提供する一方で、神経が大人になっても子供の状態に似たままであることを強調しているんだ。これは、治療戦略がこれらの発達の遅れを解決し、正常なミエリンと繊維の成長パターンを回復することを目指すべきだということを示唆しているよ。
全体的に、この研究はCMT1Aが神経の発達に与える影響をより明確に示していて、この状態の影響を受けた人たちの結果を改善するための介入の可能性がある領域を強調しているんだ。
タイトル: Monitoring myelin lipid composition and structure of myelinated fibers reveals a maturation delay in CMT1A
概要: 1.Findings accumulated over time show that neurophysiological, neuropathological, and molecular alterations are present in CMT1A and support the dysmyelinating rather than demyelinating nature of this neuropathy. Moreover, uniform slowing of nerve conduction velocity is already manifest in CMT1A children and does not improve throughout their life. This evidence and our previous studies displaying aberrant myelin composition and structure in adult CMT1A rats prompt us to hypothesize a myelin and axon developmental defect in the CMT1A peripheral nervous system. Peripheral myelination begins during the early stages of development in mammals and, during this process, chemical and structural features of myelinated fibers (MFs) evolve towards a mature phenotype; deficiencies within this self-modulating circuit can cause its blockage. Therefore, to shed light on pathophysiological mechanisms that occur during development, and to investigate the relationship among axonal, myelin, and lipidome deficiencies in CMT1A, we extensively analyzed the evolution of both myelin lipid profile and MF structure in WT and CMT1A rats. Lipidomic analysis revealed a delayed maturation of CMT1A myelin already detectable at P10 characterized by deprivation of sphingolipid species such as hexosylceramides and long-chain sphingomyelins, whose concentration physiologically increases in WT, and an increase in lipids typical of unspecialized plasma membranes, including phosphatidylcholines and phosphatidylethanolamines. Consistently, advanced morphometric analysis on more than 130.000 MFs revealed a delay in the evolution of CMT1A axon and myelin geometric parameters, appearing concomitantly with lipid impairment. We here demonstrate that, during normal development, MFs undergo a continuous maturation process in both chemical composition and physical structure, but these processes are delayed in CMT1A.
著者: Lucilla Nobbio, G. Capodivento, M. Camera, N. Liessi, A. Trada, D. Debellis, A. Schenone, A. Armirotti, D. Visigalli
最終更新: 2024-03-08 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.08.581205
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.08.581205.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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