腸内微生物叢と神経変性疾患:潜在的な関連性

腸内の細菌性糖が、脳を悩ませる 2 つの最も深刻な神経変性疾患の隠れた原因となっている可能性があることが、新しい研究で示唆されています。

筋萎縮性側索硬化症 (ALS) と前頭側頭型認知症 (FTD) は、密接に関連している症状ですが、重複する場合もあり、どちらもニューロンの死を伴います。

これは ALS の筋肉の動きに影響を及ぼし（最終的には致命的になります）、FTD では行動や言語に大きな変化をもたらし、それが動きに影響を与えることもあります。

どちらの病気がどのように発症するのかはまだ明らかではありません。米国のケース ウェスタン リザーブ大学の研究者が率いるチームは、ALS との関連性を示唆する以前の発見に基づいて、腸内細菌が何らかの役割を果たしている可能性があるかどうかを確認したいと考えていました。

マウスモデルを使用した研究により、腸内細菌によって生成される特定の種類のグリコーゲンが判明しました。この砂糖が脳の炎症とニューロン死を引き起こすようです。

「有害な腸内細菌が炎症性形態のグリコーゲン（糖の一種）を生成し、これらの細菌の糖が脳に損傷を与える免疫反応を引き起こすことがわかりました」と、ケース ウェスタン リザーブ大学の病理学助教授、アーロン バーバリーは述べています。

これで、それを標的とする治療法の開発に着手できることが分かりました。

ALS と FTD は両方とも、C9ORF72 の特定のバリエーションによって引き起こされる可能性があります。 しかし、この変異を持つすべての人が病気を発症するわけではありません。

研究の背後にある主な推進力は、遺伝子変異を持つ人々の間で他のどのような引き金が寄与している可能性があるかを解明することでした。

研究者らは系統的にアプローチした。彼らはC9ORF72を持たないマウスを操作しました。 ヒトの変異を模倣する遺伝子を開発し、その後マウスでさまざまな腸内細菌の混合物をテストして、マウスの免疫システムがどのように反応するかを調べました。

それがチームをグリコーゲン生産に導き、 そこからパラバクテロイデス メルダエに導きました。 それを作り出す菌株の一つである細菌。この細菌を腸内細菌を持たずに飼育したマウスに導入すると、深刻な炎症と血液脳関門の破壊が引き起こされました。

人間の便サンプルのさらなる検査では、ALS 患者 22 人中 15 人と FTD 患者 1 人で炎症性グリコーゲンが正常レベルより高いことが示されましたが、健康な対照者 12 人中 4 人のみでした。

その考えは、体が潜在的に危険な糖を検出すると、免疫システムが過剰に作動し、それが脳に影響を及ぼし始めるというものです。重要なのは、C9ORF72 によってコードされるタンパク質です。 グリコーゲンのブレーキとして機能しているようです。ここで遺伝子変異の問題が発生します。

「炎症性グリコーゲンを蓄積する微生物がALS患者の腸内に豊富に存在するという我々の実証は、微生物のグリコーゲンが、素因となる遺伝子型と相互作用してALSの発症と進行のリスクに寄与する多くの環境要因やライフスタイル要因の中で重要な例である可能性があることを示唆している」と研究者らは発表した論文に書いている。

研究から得られた最も肯定的な結果の 1 つは、グリコーゲンを分解するα-アミラーゼと呼ばれる酵素を罹患マウスに与えたところ、炎症レベルが低下し、寿命が延びたということです。ただし、運動能力は向上しませんでした。

このことは、脳ではなく腸を標的とした、この炎症の連鎖反応を中断できる治療法を開発できる日が来るかもしれないことを示唆していますが、その側面の研究はまだ初期段階にあります。

関連:認知症患者の 3 人に 1 人は脳以外の病気に関連している

科学者たちは、特に健康に関して、私たちの腸と脳がどのようにつながっているかについてますます多くのことを発見しており、この新しい研究はそれをさらに深めます。

次に、研究者らは研究をマウスモデルを超えて進め、人間の参加者やさまざまな種類のグリコーゲン生成細菌をより詳細に調べたいと考えています。

「有害な微生物のグリコーゲンがいつ、そしてなぜ生成されるのかを理解するために、チームは次に、ALS/FTD患者の病気の発症前後の腸内マイクロバイオームコミュニティを調査する大規模な研究を実施する予定です」とバーバリー氏は述べています。

「ALS/FTD患者におけるグリコーゲン分解が病気の進行を遅らせることができるかどうかを判断する臨床試験も、我々の発見によって裏付けられており、1年以内に開始される可能性がある。」

この研究はCell Reports に掲載されました。 .