糖鎖ブログ

血液脳関門を透過するジペプチドの摂取は記憶障害の改善に有効

〜急性アルツハイマー病モデルマウスにて初めて実証〜


九州大学大学院農学研究院の田中充助教および松井利郎教授らの研究グループは、福岡大学薬学部道具伸也准教授等との共同研究により、血液脳関門を透過し、脳組織へと到達するジペプチドの摂取が、急性アルツハイマー病モデルマウスでの記憶障害を改善することを世界で初めて明らかにしました(2020年5月1日リリース)。

アミロイドβの注入により誘導した急性記憶障害モデルマウスにジペプチドを毎日投与すると、短期記憶および長期記憶障害が有意に改善されることを明らかにしました。

今回の知見は、ジペプチドが記憶や学習を司る海馬や大脳皮質に蓄積することを明らかにした同研究グループらの報告(2019/4/5九大プレスリリース)を動物行動レベルで発展的に実証したものであり、ペプチド摂取が脳認知機能に有効であることを示す初めての成果です。

本成果は、加齢や老化による脳機能低下を食べ物で予防・改善できる可能性を示しており、新たな機能性食品の開発が大いに期待されます。


(参)ジペプチド:アミノ酸2分子がペプチド結合しているペプチド



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脳画像から「やり抜く力」を予測する手法を開発

〜目標の細分化が脳を変化させ達成を支援〜


「やり抜く力」は、学業や競技成績など、人生の様々な面で成否を決める重要な要因です。これまで個人の「やり抜く力」を推定する客観的指標はなく科学的根拠に基づいて目標達成に向けた行動を支援する手法も提案されていませんでした。

今度、科学技術振興機構(JTS)の細田千尋さきがけ専任研究者は、国立精神・神経医療研究センターの花川隆部長らと共同で、MRI(磁気共鳴画像)で測定できる脳の構造的特徴が、目標達成に必要な「やり抜く力」の客観的指標となることを世界で初めて発見し、その指標を用いて「やり抜く力」を予測する手法を開発しました。

さらに、目標細分化が脳構造の変化を促進し、目標達成を支援することを明らかにしました(2020年4月28日リリース)。

同研究グループは、脳の最前部にある前頭極の構造の特徴を利用して、複数の課題における「やり抜く力」を80%以上の精度で予測する手法の開発に成功しました。

また、目標設定を細分化することで、目標達成に向けた行動と前頭極構造の可塑的変化が促進されることを見出しました。

本研究成果は「やり抜く力」を支える神経メカニズムの解明に新たな視点を与え、個人に最適化した効果的な学校/社員教育、トレーニング、リハビリなど、様々な分野の支援法開発に役立つことが期待されます。



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睡眠発作を起こし脱力発作を悪化させる仕組みを解明!

睡眠障害のひとつであるナルコレプシーは、日中の耐えがたい眠気、入眠時幻覚、情動脱力発作などの症状を示します。

ナルコレプシーの原因は長らく不明でしたが、近年の研究から、視床下部外側野に存在する神経ペプチド「オレキシン」を産生する神経(オレキシン神経)が免疫細胞の攻撃によって、特異的に脱落することで発症することが明らかになりました。

しかし、オレキシン神経の脱落によって、睡眠覚醒の異常や脱力発作などの症状がどのようなメカニズムで現れるのかについては良く分かっていませんでした。

今度、名古屋大学環境医学研究所の山中章弘教授らの研究グループは、メラニン凝集ホルモン(MCH)神経には、オレキシン神経と機能連関して脱力発作の持続時間を短縮させる働きがあることを明らかにしました(2020年4月22日リリース)。

本研究では、オレキシン神経とMCH神経の両神経が脱落するマウスを作成して、睡眠覚醒調節や脱力発作における作用を解析しました。その結果、オレキシン神経とMCH神経の両神経が脱落したマウスは、短い睡眠発作を頻回に示しました。

この睡眠発作は、脳波においてもデルタ波(1〜5HZ)とシータ波(6〜10HZ)の周波数成分が多く、DT睡眠と命名しました。また、これらのマウスは、脱力発作の持続時間がオレキシン神経単独マウスと比較して増えていました。

以上より、MCH神経は、オレキシン神経と機能連関して脱力発作の持続時間を短縮させる働きがあることが明らかになりました。



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ステロイドの副作用からこどもの骨を守る治療法開発に初めて成功

〜小児骨粗しょう症に対する抗シグレック15療法〜


ステロイドは炎症や免疫反応を抑える作用があるため様々な病気の治療に使われていますが、代表的な副作用の一つに骨粗しょう症があります。そのため成人では、ステロイドを服用する場合、骨粗しょう症治療薬を予防的に併用することが推奨されています。

一方、小児ではネフローゼ症候群や、白血病、膠原病などの病気にステロイドが広く使用されているにもかかわらず併用できる骨粗しょう症治療薬がありません。これは、既存の骨粗しょう症治療薬を小児に投与した場合、骨に成長障害などが生じる可能性があるためです。

そのため、小児にも安全に使用できる新しいステロイド性骨粗しょう症治療薬の開発が必要とされています。

今度、北海道大学大学院医学研究院の高畑雅彦准教授、同大学院歯学研究院の網塚憲生教授らの研究グループは、第一三共(株)と共同で、同社が創生したシグレック15抗体が、小児ステロイド性骨粗しょう症に対して、有効かつ安全な治療法となることを世界で初めて証明しました(2020年4月21日リリース)。

本研究では、ステロイドを投与した成長期ラットに、シグレック15抗体、または代表的な骨粗しょう症治療薬であるビスフォスフォネートを投与した際の骨粗しょう症予防効果や骨成長への影響を調査しました。

その結果、シグレック15中和抗体はビスフォスフォネートよりも骨量増加効果に優れることがわかりました。

シグレック15抗体は破骨細胞の最終分化のみを抑制(骨を溶かす機能の低い小型破骨細胞はできる)するため骨芽細胞が減らず、ある程度、骨の新陳代謝を保ったまま骨が減るのを抑えられるためと考えられます。

また、シグレック15中和抗体を投与したラットは骨の成長にはまったく影響がでないことが確認されました。



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先端メタボロミクスで高齢者のフレイル(虚弱)マーカーを発見

〜フレイルの病態理解に貢献〜


高齢者患者増加の社会背景とともに「寝たきり予備群」と呼ばれる「フレイル(虚弱)」も増加傾向にあります。世界的に、65歳以上高齢者の17%、85歳以上では30〜40%が、フレイルと言われています。

フレイルの要因は筋肉低下(サルコペニア)、認知症、心理的・社会的理由など複雑です。また、フレイルはヒトの老化の複雑・多様性をも反映するため、多面的側面を含む複合的疾患であり、その病態の代謝基盤の多くは謎のままでした。

今度、京都大学大学院医学研究科・医学部附属病院の近藤鳥紛擬、亀田雅博同医員、沖縄科学技術大学院大学の柳田充弘教授、照屋貴之同博士らの共同研究グループは、メタボロミクスによる網羅的ヒト血液代謝物解析により、フレイルマーカー(診断や評価時に有効な目印)を同定しました(2020年4月13日リリース)。

本研究では、131個のメタボライトの中で、高齢者(平均84歳)のフレイル・非フレイル群を網羅的に比較検討しました。従来とは異なり、認知機能検査を含むフレイル評価により、フレイルのサルコペニア以外の側面にも注目しました。

その結果、変化が観察された15個のメタボライトは、抗酸化物質や一部アミノ酸の減少などを含んでいることが分かりました。さらに、認知機能や運動能を指標にした解析でも、一部重複あるいは独自マーカーが見出されました。

これらの中には、同グループが既に報告した老化で減少するもの(老化マーカー,2016年)や、飢餓マーカー(2019年)も含まれていました。

以上の結果は、今まで知られていなかった、認知機能低下を含むフレイルでの抗酸化物質や老化メタボライトの減少の重要性を示し、今後の臨床応用の可能性を示唆するものです。


(参)メタボロミクス:生きている細胞が合成・代謝するメタボライト(低分子代謝物)を、質量分析器等により網羅的に計測する最先端技術



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涙に含まれるオメガ水酸化脂質がドライアイを防ぐ

〜ドライアイの新たな治療薬の開発に期待〜


涙液は外界と接する外側の油層と内側の液層から構成され、外側の薄い油の層が内側の水分の蒸発を防いでいます。

しかし、“油と水”という交わるはずのない両者がどのように交わって安定な涙液を形成しているかは大きな謎でした。

今度、北海道大学大学院薬学研究院の木原章雄教授らの研究グループは、涙液中に存在するオメガ水酸化脂質がドライアイを防止していることを明らかにしました(2020年4月8日リリース)。

同研究グループは、オメガ水酸化脂質の一つであるOAHFAという油と水の両方に混ざり合う性質を持つ脂質と、その代謝物が安定な涙液の形成に重要であることを見出しました。

また、これらのオメガ水酸化脂質を作り出す酵素を同定し、この脂質を作ることができないマウスがドライアイを示すこと、涙液中には多様なオメガ水酸化脂質群が存在することなどを明らかにしました。

ヒトのドライアイの重要な原因は油層の異常ですが、これまで油層をターゲットにした薬は存在しません。本研究成果は、ドライアイの新たな治療薬の開発につながると期待されます。



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新たな骨粗鬆症治療薬開発への期待

〜NIK阻害剤が骨粗鬆症モデルマウスの骨量減少を抑制〜


骨粗鬆症は、骨の強度が低下し、骨折リスクが高くなる疾患で、日本では男性300万人女性980万人と圧倒的に女性の割合が多く、50歳以上の女性の3人に1人が骨粗鬆症になると言われています。

現在、骨粗鬆症治療薬として、様々な薬が用いられていますが、投薬治療が継続できないことや、有害事象として顎の骨が腐る(顎骨壊死)ことが指摘されており、新たな骨粗鬆症治療薬の開発が望まれています。

今度、九州大学歯学研究院の自見英治郎教授らのグループは、九州歯科大学の北村知昭教授、東京医科歯科大学の青木和広教授、福岡歯科大学の平田雅人客員教授、オリエンタル酵母工業(株)長浜生物科学研究所の保田尚孝所長らと共同で、新たな骨粗鬆症治療の分子標的として、NIKと呼ばれる分子に着目しました(2020年3月30日リリース)。

Genentech社が開発したNIKを阻害する化合物を骨粗鬆症モデルマウスに投与したところ、骨を吸収する破骨細胞と呼ばれる細胞による過剰な骨吸収が抑制され、骨量の減少を防ぐことができました。

また、投与期間に胸腺や脾臓などの免疫系組織、肝臓や腎臓など主要臓器の障害も見られず、NIK阻害剤が骨粗鬆症だけでなく、同じく骨吸収が亢進する歯周病や関節リウマチの治療薬にもなる可能性が期待されます。



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疾患の要因となる“糖鎖”を認識する抗体を作るための化合物を開発

糖鎖は疾患のマーカーとして有用であり、糖鎖を認識する抗体を自在に開発できれば、新しい診断マーカーやワクチンを開発できるようになります。

しかし、動物では糖鎖を認識する免疫システムがあまり発達していないことから、糖鎖では強い免疫応答を起こさせないため、タンパク質抗原に対する抗体の産生に最適化された従来技術では実用的な抗体の作製は困難でした。

今度、産業技術総合研究所バイオデザイン研究グループの奥田徹哉主任研究員は、生体分子の一つである糖鎖を認識する抗体の作製を容易にする化合物(人工糖脂質)を開発しました。

また、富士フィルム和光純薬(株)と共同で、今回開発した人工糖脂質によって肝細胞がんの診断に利用できる抗体を産生できることを示しました(2020年3月30日リリース)。

セラミドアナログと化学結合させた人工糖脂質を作り動物に投与すると、糖鎖を認識する抗体の産生を促進できることを発見しました。

この方法を応用することで、がんなどの診断薬や感染症に対するワクチンなどの開発への貢献が期待されます。



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