アルツハイマー病のメタリックドライバー

Anonim

X線顕微鏡(I08)は、アルツハイマー病患者の脳に由来するタンパク質プラーク内の化学的に還元された鉄およびカルシウム化合物を特定するために利用されています。 ナノスケール で発表されたこの研究は、金属種がアルツハイマー病の病因に寄与し、将来の治療法を導く助けとなる可能性があることに光を当てています。

アルツハイマー病は、認知症および寿命の短縮に関連する神経変性疾患である。 この疾患は、機能を損なうタンパク質プラークおよび絡み合いの形成を特徴とする。 タンパク質プラークと同様に、摂動した金属イオンのホメオスタシスも病因と関連しており、特に鉄レベルは脳の特定の領域で上昇する。

アルツハイマー病の脳におけるバイオミネラリゼーションを探求してきた長い歴史を持つ科学者のチームが、アミロイドタンパク質プラークに関連する鉄種の特徴を明らかにしました。 彼らはアルツハイマー病患者の脳からサンプルを抽出し、シンクロトロンX線分析法を適用してサンプル中の酸化鉄相を識別した。

彼らは、鉄の化学的還元、そして実際にヒトの脳には見られないマグネタイトと呼ばれる磁性酸化鉄の形成がアミロイド斑の形成中に起こったという証拠に着目し、将来のアルツハイマー病の結果治療法。

還元鉄種

アルツハイマー病は、英国の約85万人が罹患する最も一般的な認知症である。 アルツハイマー病の罹患率は今後数十年にわたり上昇すると見込まれており、治療法や治療法はないため、この病気の病因の研究が不可欠です。

アルツハイマー病の特徴の1つは、アミロイド斑の形成である。 それらは、脳に不溶性の沈着物を形成し、その機能を損なうアミロイドβの蓄積を介して生じる。 プラークの形成に加えて、金属ホメオスタシスも妨害される。 鉄のレベルは、アルツハイマーの脳のいくつかの領域で増加し、化学的に還元された形態の鉄の高濃度は、病気の病理学的特徴と関連している。

キール大学、ワーウィック大学、フロリダ大学、サンアントニオのテキサス大学の科学者が協力して、還元鉄種とアミロイド-βの関係を研究しました。 このチームはすでにアルツハイマーの脳内の金属を研究する実績があり、アミロイド-β凝集体の場合には鉄の化学的還元が正常よりも多いという仮説によって支持されています。

「我々は、鉄がどのように不溶性の沈着物を形成しているときに鉄がアミロイドタンパク質と相互作用するかを知ることに興味があった。我々はヒトの材料を見て、インビトロで見る過程の証拠があるかどうかを見たいと思った」と、Joanna Collingwood博士は説明した。ワーウィック大学の准教授と研究チームのメンバー。

抽出されたアミロイド斑コア

チームは、アルツハイマー病の正式診断を受けた2人の死亡した患者からアミロイド斑核を抽出した。 走査透過X線顕微鏡検査は、米国バークレーのAdvanced Light Source(ALS)およびDiamondのビームラインI08で実施した。 一連の画像を吸収端にまたがる光子エネルギーで採取して、それぞれの関心領域での鉱物の化学的酸化状態を決定するために使用された「スタック」を生成した。 I08では、鉄の磁性状態を調べるために、現場でのX線磁気円偏光二色性(XMCD)を行い、磁性鉄鉱物の存在を確認しました。

Collingwood博士は、この研究でI08の重要性について説明しました。「数十ナノメートルの分解能で作業できるビームラインが必要なアミロイド斑コア内の構造に関連する長さのスケールを見ることができなければなりませんでした。遷移金属を見ることができるようになりました。タンパク質含有量のスペクトル特徴を観察し、有機物に関連する金属分布を調べることによって、有機成分に関する情報を収集することができました。いかなる種類の標識もせずに試料中の同じ領域から有機および無機材料を分析する」と述べている。

フリーラジカルの生成

研究チームは、抽出されたアミロイド斑コア内に多くのタイプの鉄の還元型を見出した。 彼らは、アルツハイマー病の脳の非定型化学物質の減少とアルツハイマー脳の酸化還元サイクリングの増加がこの病気の病因に寄与したことを推論しました。

「鉄を化学的に還元すると、フリーラジカルの触媒産生の機会が得られます」アミロイド凝集部位ではフリーラジカルによる損傷が報告されているため、アミロイド関連毒性は鉄還元によって引き起こされる可能性があります」Collingwood博士。

興味深いことに、XMCDの助けを借りて、彼らはまたプラーク内にマグネタイトと呼ばれる鉄の珍しい磁気種を見た。 ALSにおける気管支鏡所見では、この試料中のマグネタイトは生物起源であり、最近の別の研究で報告されているように汚染物質などの工業原料から誘導されたものではないことが示された。

アルツハイマー病の知識ベースにさらにアミロイド斑のカルシウムの証拠を発見し、これまでに報告されていなかった複数の相のカルシウムがプラーク中に共存していることを実証した。

チームの次のステップは、アミロイド斑コアを抽出するのではなく、人間の脳組織を直接観察し、さらに遷移金属を探索することです。 他の場所では、アルツハイマー病のための鉄修飾薬による臨床試験が進行中であるため、この研究はこれらの試験の結果の解釈にとって非常に貴重である。

menu
menu