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パーキンソン病における免疫システムの役割

研究によって、CIITAのレベルがパーキンソン病における免疫反応にどのように影響するかが明らかになった。

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CIITAのレベルとPDのCIITAのレベルとPDの影響免疫反応の重症度を関連付けている。研究がCIITAとパーキンソン病における
目次

パーキンソン病(PD)は神経系に影響を与える状態で、特に高齢者に多いんだ。治療法はなく、時間とともに悪化する傾向があるよ。65歳以上の人の約2〜3%がこの病気を持っていると言われている。PDの原因は単純じゃなくて、遺伝、ライフスタイル、環境要因が絡み合っていて、複雑な問題なんだ。

PDの主な問題は、運動を制御するために必要なドーパミンを作る特定の脳細胞の喪失が起こること。この喪失は、黒質という脳の部分で発生するんだ。それに加えて、PDでは脳内にα-シヌクレイン(α-Syn)というタンパク質が蓄積して、炎症や損傷を引き起こす。脳が炎症を経験すると、免疫細胞が活性化されるなどのさまざまな反応を引き起こすんだよ。これらの免疫細胞は、体が感染やけがにどう対処するかを変える。

パーキンソン病における免疫システムの役割

研究によると、免疫システムはPDの発展に重要な役割を果たしていることがわかってる。一部の研究では、免疫機能に関連する特定の遺伝子とPDのリスクが高くなることの関係が見つかってる。たとえば、ヒト白血球抗原(HLA)遺伝子の特定の変化がこの病気と関係していることがあるんだ。これらの遺伝子は、体内の免疫反応を調整する役割があって、体が有害な物質をどう特定し反応するかに関わってる。

さらに、科学者たちは、PDの患者の脳内でリンパ球という免疫細胞が見られることを観察したんだ。その中にはα-Synタンパク質に反応するリンパ球も含まれていて、この病気の初期段階で免疫システムが脳で活発に働いていることを示しているよ。

ただし、免疫反応がPDにどのように影響したり、保護するのかはまだ不明なんだ。

CIITAの研究とPDとの関係

クラスIIトランスアクティベーター(CIITA)という特定のタンパク質がHLA遺伝子の発現を制御している。これは、免疫細胞が他の免疫細胞に有害物質に関する情報を提示する方法に影響を与えるんだ。研究者たちは、動物モデルでCiita遺伝子をサイレンシング(抑制)することで、過剰なα-Synによって引き起こされる脳細胞の死を防ぐことができると発見した。

逆に、自然にCIITAのレベルが低いラットは、α-Synや炎症、運動の問題などがより広範に見られることが示唆されている。これは、CIITAの量がPDの症状の重さに影響を与える可能性があることを示唆しているね。

研究の目的

この研究の目的は、Ciitaの発現がPDに似た状況で体内および脳内の免疫反応にどのように影響するかを評価することだった。研究者たちは、PDに似た症状を示す遺伝子改変ラットの特定のモデルを使ったんだ。Ciitaの発現が低いラットと、通常のラットの2つの系統を使用したよ。

実験デザイン

研究者たちは約12週齢のオスのラットを使った。合計で77匹のラットが研究に参加し、グループに分けられた。チームは、ウイルスベクターを使ってラットの脳にα-Synタンパク質を導入した。2週間後、すでに凝集したα-Synから作られた物質を脳の別の部分に注射したんだ。

その後、ラットは特定の時点、つまり最初の注射から4週目と8週目に観察され、さまざまな生物学的サンプルが収集された。これには脳組織、血液、脊髄液が含まれていて、免疫反応を分析するために使われたよ。

免疫反応の調査

研究者たちは、フローサイトメトリーという技術を使って、細胞のサイズや表面にあるタンパク質に基づいて細胞の特性を測定したんだ。彼らは脳と血流にある免疫細胞に注目した。

マイクログリア細胞

マイクログリア細胞は脳にある免疫細胞の一種で、感染やけがに対する最初の防御ラインとして機能する。この研究では、Ciitaのレベルが低いラットは、時間が経つにつれてα-Synに強く反応するマイクログリア細胞が少なかったことが確認された。つまり、Ciitaのレベルが脳の免疫システムの反応に影響を与える可能性があるんだ。

マクロファージ

マクロファージも脳や血流に見られる免疫細胞の一種で、通常はデブリや死んだ細胞を除去するけど、活性化されると炎症にも寄与することがある。この研究では、Ciitaのレベルが低いラットのマクロファージが、有害物質に関する情報を他の免疫細胞に伝えるためのタンパク質を表現する能力が減少していることが示されたよ。

Tリンパ球

Tリンパ球は適応免疫反応にとって重要で、特定の脅威を認識して免疫システムを動員する役割がある。この研究では、ラットの脳におけるTリンパ球の数は少なかったことが分かり、PDの文脈ではその役割が限られている可能性があるけど、血液中では2つの系統間でTリンパ球の数に違いがあったよ。

免疫マーカーの変化

免疫反応をさらに調査するために、この研究ではサイトカインと呼ばれる特定のタンパク質のレベルを測定したんだ。これらのタンパク質は免疫反応や炎症を調整するシグナル分子として機能する。いくつかのサイトカインはPDと関連していて、病気の過程に応じてそのレベルが変わることがあるよ。

脊髄液中のサイトカインレベル

ラットから収集した脊髄液の分析では、α-Synの導入後に特定のサイトカインに変化が見られた。たとえば、インターロイキン-10やインターロイキン-6の量が増えていて、これらの分子がPDに関連する炎症反応に関与している可能性があることを示しているんだ。

血清中のサイトカインレベル

血液サンプルでは、インターロイキン-1ベータ(IL-1β)、インターロイキン-5(IL-5)、腫瘍壊死因子(TNF)などの特定のサイトカインに違いが見られた。これらのタンパク質が、Ciitaの発現が低いラットで高いレベルになることが、PDに似た症状の重症度に影響を与えるかもしれないね。

結論

この研究の結果は、免疫システムにおけるCIITAのレベルがPDに似た状態への反応に大きく影響する可能性があることを示唆している。CIITAのレベルが低いと、神経炎症、細胞損傷、運動の問題において悪い結果が関係しているみたい。

この研究は、免疫システムと神経疾患の複雑な相互作用についての理解を深めるのに役立って、これらの関係を理解することで、パーキンソン病のような状態に対するより良い治療法につながるかもしれないね。今後の研究では、さまざまな免疫細胞やサイトカインの正確な役割、そしてこれらの免疫反応を調整する療法戦略を探ることができるだろう。

免疫反応を管理することが、PDの挑戦に対処する新しい道を開く可能性があって、最終的には患者の結果や生活の質を向上させることにつながるかもしれないよ。

オリジナルソース

タイトル: MHC class II transactivator effects on local and systemic immune responses in an α-synuclein seeded rat model for Parkinson's disease

概要: BACKGROUNDParkinsons disease (PD) is characterized by alpha-synuclein (-Syn) pathology, neurodegeneration and neuroinflammation. HLA variants associated with PD and -Syn specific circulating CD4+ T lymphocytes in PD patients highlight the importance of antigen presentation in PD etiology. The class II transactivator (CIITA) is the major regulator of MHCII expression. Reduced Ciita levels significantly increase -Syn pathology, nigrostriatal neurodegeneration and behavioral deficits in -Syn seed-induced rat PD models. OBJECTIVETo characterize immune profiles associated with enhanced PD-like pathology observed in rats expressing lower Ciita levels (DA.VRA4) compared to the background (DA) strain. METHODSTo model PD, we combined rAAV-mediated -Syn overexpression in the substantia nigra with striatal injection of -Syn pre-formed fibrils (PFF). Immune profiles in brain and blood were analyzed by flow cytometry and multiplexed ELISA in naive rats, 4- and 8 weeks post rAAV injection. RESULTSFlow cytometry showed Ciita-dependent regulation of MHCII on microglia, brain macrophages and circulating myeloid cells. The MHCII-dependent microglial response peaked at 4 weeks post rAAV injection, whereas the MHCII levels in circulating myeloid cells peaked at 8 weeks. There was no major infiltration of macrophages or T lymphocytes into the CNS in response to -Syn and only subtle Ciita- and/or -Syn-dependent changes in the T lymphocyte compartment. Lower Ciita levels were consistently associated with higher TNF levels in serum. CONCLUSIONSThese results suggest that Ciita regulates susceptibility to PD-like pathology through minor but detectable changes in resident and peripheral immune cells and TNF levels, and indicate that mild immunomodulatory therapies could have therapeutic effects in PD.

著者: Filip Backstrom, F. Fredlund, I. Jimenez-Ferrer, K. Grabert, L. Belfiori, K. Luk, M. Swanberg

最終更新: 2024-02-09 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.12.02.518821

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.12.02.518821.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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