アルツハイマー病を予防する硫化水素

ジョンズホプキンス医学の研究チームが、硫化水素が老化した脳細胞をアルツハイマー病から保護するのに役立つ可能性があることを発見しました。

硫化水素は有毒で腐食性のある匂いが特徴で、腐った卵がそれに該当します。エクセター大学の共同研究者によって開発されたNaGYYと呼ばれる硫化水素運搬化合物をマウスに注射し、マウスを12週間にわたって記憶と運動機能の変化についてテストした結果、NaGYYの注射を受けなかったマウスと比較して認知および運動機能を50％改善したことを示しました。

“Our new data firmly link aging, neurodegeneration and cell signaling using hydrogen sulfide and other gaseous molecules within the cell,” says Bindu Paul, M.Sc., Ph.D., faculty research instructor in neuroscience in the Solomon H. Snyder Department of Neuroscience at the Johns Hopkins University School of Medicine and lead corresponding author on the study.

参照元：https://www.hopkinsmedicine.org/news/newsroom/news-releases/rotten-egg-gas-could-guard-against-alzheimers-disease
– ジョンズホプキンス医学 Johns Hopkins Medicine. 01/12/2021 –

通常、腐った卵の有毒で腐食性の臭いが特徴である硫化水素の評判は、ジョンズホプキンス医学の研究者のおかげですぐに見直されるかもしれません。

マウスでの実験で、研究者たちは、悪臭を放つガスが老化した脳細胞をアルツハイマー病から保護するのに役立つ可能性があることを示しました。

これを可能にする生化学反応の発見は、神経変性疾患と闘うための新薬の開発への扉を開きます。

この研究の結果は、全米科学アカデミーの議事録の1月11日号に報告されています。

ソロモンH.スナイダー学部の神経科学の教員研究インストラクターであるBindu Paul氏は話します。

「私たちの新しいデータは、細胞内の硫化水素やその他のガス状分子を使用して、老化、神経変性、細胞シグナル伝達をしっかりと結び付けています。」

Paul氏はジョンズホプキンス大学医学部で神経科学の博士号を取得し、この研究の対応する著者を率いています。

人体は自然に少量の硫化水素を生成し、細胞代謝から血管拡張まで、体全体の機能を調節するのを助けます。

急速に急成長しているガス透過の分野は、ガスが主要な細胞メッセンジャー分子であり、脳において特に重要であることを示しています。

ただし、従来の神経伝達物質とは異なり、ガスは小胞に貯蔵することはできません。

したがって、ガスは非常に異なるメカニズムを介して作用し、細胞のメッセージングを迅速に促進します。

硫化水素の場合、これは化学的硫酸化と呼ばれるプロセスによる標的タンパク質の修飾を伴い、それらの活性を調節すると、ジョンズホプキンス大学の神経科学教授であるソロモンスナイダー博士は述べています。

新しい方法を使用した研究では、脳の硫酸化レベルが年齢とともに減少することが示されています。

この傾向は、アルツハイマー病の患者で増幅されます。

Leibniz-InstitutfürAnalytischeWissenschaften-ISASの主任研究者である共同研究者のMilosFilipovic博士は話します。

「ここでは、同じ方法を使用して、AD脳の硫酸化の減少を確認しています。」

現在の研究では、ジョンズホプキンス医学の科学者は、人間のアルツハイマー病を模倣するように遺伝子操作されたマウスを研究しました。

彼らは、英国のエクセター大学の共同研究者によって開発されたNaGYYと呼ばれる硫化水素運搬化合物をマウスに注射しました。

これは、体中を移動しながら乗客の硫化水素分子をゆっくりと放出します。

その後、研究者らは、12週間にわたって記憶と運動機能の変化についてマウスをテストしました。

マウスの行動テストは、硫化水素NaGYYの注射を受けなかったマウスと比較して認知および運動機能を50％改善したことを示しました。

治療を受けたマウスは、プラットフォームの出口の位置をよりよく覚えることができ、シミュレートされたアルツハイマー病の未治療のマウスよりも身体的に活発に見えました。

その結果、硫化水素を導入することでアルツハイマー病の行動の結果を逆転させることができることが示されましたが、研究者たちは脳がガス状分子に化学的にどのように反応するかを調査したいと考えました。

一連の生化学的実験により、グリコーゲンシンターゼβ（GSK3β）と呼ばれる一般的な酵素への変化が明らかになりました。

健康的なレベルの硫化水素が存在する場合、GSK3βは通常、シグナル伝達分子として機能し、他のタンパク質に化学マーカーを追加して、それらの機能を変更します。

しかし、研究者らは、硫化水素がない場合、GSK3βがタウと呼ばれる脳内の別のタンパク質に過剰に引き付けられることを観察しました。

GSK3βがタウと相互作用すると、タウは神経細胞内で絡み合って凝集する形に変化します。

タウの塊が成長するにつれて、もつれたタンパク質は神経間のコミュニケーションをブロックし、最終的にそれらを死に至らしめます。

これは、アルツハイマー病の特徴である認知、記憶、運動機能の悪化と最終的な喪失につながります。

ダニエル・ジョビナッツォ氏は話します。

「イベントのカスケードを理解することは、硫化水素ができるようにこの相互作用をブロックできる治療法を設計するために重要です。」

最近まで、研究者は、体が細胞内で少量の硫化水素をゆっくりと生成する方法を模倣する薬理学的ツールを欠いていました。

エクセター大学医学部の、研究の共同研究者であるマットホワイトマン博士は話します。

「この研究で使用された化合物はまさにそれを行い、硫化水素の脳レベルを修正することによって、アルツハイマー病のいくつかの側面をうまく逆転させることができたことを示しています。」

ジョンズホプキンス医学チームとその国際的な共同研究者は、硫黄基が他の細胞や臓器系におけるアルツハイマー病の病因に関与するGSK3βや他のタンパク質とどのように相互作用するかを研究し続ける予定です。

チームはまた、進行中のベンチャーの一環として、新しい硫化水素デリバリー分子をテストすることを計画しています。