アルツハイマー病に対する食事の影響:男性 vs. 女性の反応
研究で、アルツハイマー病における食事の役割が性別によって異なることが明らかになった。
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アルツハイマー病(AD)は、年を取るにつれて認知症の最も一般的な原因だよ。特に後発型のこの病気が増えてきてる。ADは、脳内に特定のタンパク質が蓄積することで認識され、特にアミロイド-βやタウタンパク質が関係してるんだ。これらのタンパク質が神経細胞に溜まって炎症やダメージを引き起こし、最終的には精神機能の喪失をもたらす。遺伝子と環境の要因が、これらのタンパク質が脳に集まる仕方に影響を与えてるんだ。
ADで重要な要素の一つは、体の免疫反応、特に脳と体全体の炎症だね。アミロイドタンパク質が溜まると、脳内で炎症を引き起こす物質が放出されることがあるんだ。初めはこれが役立つかもしれないけど、長期的な炎症は神経細胞を傷つけて病気を悪化させる。肥満や糖尿病みたいな健康問題がADのリスクを高めることもあるけど、これらの状態がADのプロセスにどれだけ関係してるかはまだ完全にはわかってないんだ。
血液中の特定のタンパク質が高いと、ADやインスリンに関する問題のリスクが高くなるんだ。これらのタンパク質の一つ、腫瘍壊死因子(TNF)は炎症を促進することがあって、ADの人には高いレベルで見られる。TNFは炎症プロセスに影響を与える形に変わり、毒性のアミロイドタンパク質の生成を助けて、神経変性を進めるんだ。
ダイエットの役割
肥満と認知症は性別によって影響が異なることが多いよ。研究によると、これらの違いは男性と女性が食べ物を代謝する仕方や炎症に反応する仕方に起因してるかもしれないんだ。ダイエットは変えられる要素の一つで、代謝や免疫系に大きな影響を与えるんだ。脂肪や糖分が多いダイエットは、さまざまな健康問題を引き起こし、体内で炎症を促進することがある。
具体的には、脂肪と炭水化物が豊富なダイエットが腸を通しやすくしちゃうんだ。これが腸内細菌からの物質が血流に入るのを許し、炎症を引き起こす。こんなダイエットは、通常は脳を有害物質から守る血液脳関門に問題を引き起こすこともある。このバリアが損なわれると、免疫細胞が脳に入り込み、炎症を引き起こすことがあるんだ。
以前の研究では、高脂肪・高糖ダイエットがADの動物モデルで免疫細胞の機能を変えることが示されてるよ。
研究の概要
この研究では、ADにかかりやすいマウスの肥満モデルを用いて、特定のTNFの形を阻害することで代謝や炎症がどう影響を受けるかを調べたんだ。高脂肪・高糖ダイエットがオスとメスのマウスで炎症に異なる影響を与えることがわかったよ。特に、このTNFの形をブロックすることで、オスのマウスにいくつかの健康問題が改善されたけど、メスのマウスには効果がなかった。これは、高脂肪・高糖ダイエットが健康に悪影響を与える一方で、その影響が性別によって異なることを示してる。
動物のケア
この研究では、ADを発症するように遺伝子改変されたオスとメスのマウスを使ったよ。彼らは管理された環境で飼育され、きれいな状態で食事と水にアクセスできるようにされてた。
ダイエットの導入
マウスには、普通のダイエットか高脂肪・高糖ダイエットのどちらかを8週間与えたんだ。この期間中、体重を監視して、食事と水を定期的に補充してたよ。
TNFのターゲティング
4週間のダイエット後、マウスにはTNFをブロックする物質か、生理食塩水の対照剤が与えられた。この治療は、週2回、4週間行われたよ。
結果の測定
研究の終わりに、マウスの健康状態を評価したんだ。体重をチェックしたり、脂肪や臓器のサイズを測ったり、さらなる分析のために血液、脳、腸のサンプルを集めたよ。
糞便と水分量
マウスは、糞便を集めるための容器に入れられたんだ。このサンプルは、腸の健康を評価するために水分量を測るのに使われた。
血液と組織の収集
マウスは麻酔で安楽死させ、血液をテストのために集めたよ。組織サンプルもさまざまな臓器から分析のために取られた。
代謝の変化の分析
マウスの代謝の健康を評価するために、血液中のいくつかのマーカーを調べたんだ。インスリンやコレステロールのレベルを含めてね。高脂肪・高糖ダイエットは体重増加とインスリン、レプチン(脂肪蓄積に関連したホルモン)、コレステロールのレベルを増加させたよ。
タンパク質レベル
ウェスタンブロッティング技術を使って、代謝や炎症に関連する特定のタンパク質のレベルを見たんだ。ダイエットはこれらのタンパク質のいくつかのレベルを増加させて、体がエネルギーを処理する方法や炎症に反応する方法に変化があったことを示してる。
炎症反応
ダイエットは体内の炎症反応も引き起こしたよ。血液や組織中のさまざまな炎症マーカーのレベルを測定したんだ。高脂肪・高糖ダイエットは特定の炎症物質のレベルを増加させた。
腸の健康
腸の健康は、腸のバリアを保つのを助けるさまざまなタンパク質を見て評価した。結果は、ダイエットが腸をより通りやすくし、害を及ぼす物質が血流に入るのを許してしまうことを示したよ。
TNF阻害の効果
TNFをブロックしても、ダイエットによって引き起こされた多くの身体的変化は元に戻らなかった。でも、ブロッカーは特定の炎症マーカーのレベルを下げ、特にオスのマウスでインスリンレベルを改善するのを助けた。これは、TNFが高脂肪・高糖ダイエットに対する体の反応に関与している可能性を示唆してる。
脳の健康
脳の健康に関しては、ダイエットが脳の炎症やアミロイドレベルにどのように影響するかに違いが見られた、特にオスのマウスでね。ダイエットは炎症に関連する特定の化学物質を脳で増加させ、有害なタンパク質のレベルが高くなると関連してたよ。
遺伝子発現の変化
最後に、ダイエットとTNF阻害治療が脳と腸の遺伝子発現にどのように影響したかを見たんだ。ダイエットやTNFがブロックされるかによって異なる遺伝子が影響を受けて、ダイエット、炎症、脳の健康との関係の複雑さを浮き彫りにしたよ。
結論
私たちの研究結果は、ダイエットが健康に大きな影響を与えること、特にアルツハイマー病に関連していることを示してる。高脂肪・高糖ダイエットが体に与える影響は、男性と女性で異なることがあるんだ。特定のTNFの形をブロックすることで、特にオスのマウスにおいて悪いダイエットの有害な影響を軽減する可能性がある。この研究は、食事の選択や炎症がアルツハイマー病の発症にどのように関係しているかを探るためのさらなる研究の必要性を強調してる。これらのつながりを理解することで、認知症のリスクがある人々に対するより良い予防策や治療法につながるかもしれないね。
タイトル: Diet-induced metabolic and immune impairments are sex-specifically modulated by soluble TNF signaling in the 5xFAD mouse model of Alzheimers disease
概要: Emerging evidence indicates that high-fat, high carbohydrate diet (HFHC) impacts central pathological features of Alzheimers disease (AD) across both human incidences and animal models. However, the mechanisms underlying this association are poorly understood. Here, we identify compartment-specific metabolic and inflammatory dysregulations that are induced by HFHC diet in the 5xFAD mouse model of AD pathology. We observe that both male and female 5xFAD mice display exacerbated adiposity, cholesterolemia, and dysregulated insulin signaling. Independent of biological sex, HFHC diet also resulted in altered inflammatory cytokine profiles across the gastrointestinal, circulating, and central nervous systems (CNS) compartments demonstrating region-specific impacts of metabolic inflammation. In male mice, we note that HFHC triggered increases in amyloid beta, an observation not seen in female mice. Interestingly, inhibiting the inflammatory cytokine, soluble tumor necrosis factor (TNF) with the brain-permeant soluble TNF inhibitor XPro1595 was able to restore aspects of HFHC-induced metabolic inflammation, but only in male mice. Targeted transcriptomics of CNS regions revealed that inhibition of soluble TNF was sufficient to alter expression of hippocampal and cortical genes associated with beneficial immune and metabolic responses. Collectively, these results suggest that HFHC diet impairs metabolic and inflammatory pathways in an AD-relevant genotype and that soluble TNF has sex-dependent roles in modulating these pathways across anatomical compartments. Modulation of energy homeostasis and inflammation may provide new therapeutic avenues for AD. HighlightsO_LIHFHC diet triggers metabolic and inflammatory dysregulation in 5xFAD mice C_LIO_LIA{beta}42 and A{beta}40 increase in the CNS of male 5xFAD mice fed a HFHC diet. C_LIO_LISolTNF inhibition partially reverts HFHC diet-induced metabolic and inflammatory dysregulation in male, but not female, 5xFAD mice. C_LI
著者: Timothy R Sampson, M. E. de Sousa Rodrigues, M. L. Bolen, L. Blackmer-Raynolds, N. Schwartz, J. Chang, M. G. Tansey
最終更新: 2024-02-28 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.28.582516
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.28.582516.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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