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Aug 01, 2023

パーキンソン病と赤/黄色の脳色素の間に関連性が示される

Bassi livelli del pigmento antiossidante nero/marrone nel parenchima del paziente

患者の黒質における抗酸化物質の黒/茶色の色素レベルが低い

スティーブ・ブライソン博士 | 著 2023 年 3 月 24 日

パーキンソン病患者は、主に神経変性疾患の影響を受ける脳の領域である黒質に、フェオメラニンと呼ばれる神経細胞を損傷する赤や黄色の色素が正常よりも高いレベルで存在していることが研究で示された。

対照的に、ユーメラニン（黒質の暗い色の原因となる抗酸化物質の黒/茶色の色素）のレベルは、健康な人と比較してパーキンソン病患者でははるかに低かった。

これらの発見は、同じ研究グループによる以前の研究に基づいており、遺伝的変異が生姜の毛と白い肌、および皮膚がん（黒色腫）の高いリスクに関連しており、黒質でのドーパミン産生が減少していることを示している。

ドーパミンは主要な脳内化学伝達物質であり、パーキンソン病患者では徐々に失われ、疾患の症状を引き起こします。 また、フェオメラニンとユーメラニンが形成される分子でもあります。

「現時点では、それが単なる偶然なのか、それとも脳の色素が同じシグナル伝達経路によって制御されている体の色素沈着システムの一部であるのかはわかりません」と、この研究の主任著者で神経学のXiqun Chen医学博士は述べた。マサチューセッツ総合病院の部門がニュースリリースで述べた。 「パーキンソン病と黒色腫が相互に危険因子であるという事実を考えると、さらに興味深いことです。」

この発見は、パーキンソン病のバイオマーカーまたは治療標的としてのフェオメラニンとユーメラニンに関するさらなる研究を促す可能性がある、と研究者らは、Progress in Neurobiologyに掲載された「パーキンソン病の黒質神経メラニンではDOPAフェオメラニンが増加している」と述べている。

パーキンソン病は、運動と調整を制御する黒質のドーパミン産生ニューロン、またはドーパミン作動性ニューロンの死によって引き起こされます。

ラテン語で「黒い物質」を意味する黒質は、周囲のピンクがかった灰色の脳組織よりも暗いです。 その暗い色は、ドーパミンまたはその前駆体 L-DOPA に直接由来する脳色素であるニューロメラニンによるものです。

神経メラニンの形成は、皮膚や髪の色素沈着を引き起こす構造的に類似した色素であるメラニンの形成とは異なりますが、どちらも黒/茶色のユーメラニンと赤/黄色のフェオメラニンの 2 つのタイプに分けられます。

ユーメラニンは抗酸化物質であり、より安定した形態であり、肌や髪の色を暗くする原因となります。 酸化ストレスを促進する可能性のあるフェオメラニンが増加すると、赤みがかった髪またはブロンドの髪と白い肌が生じます。

酸化ストレスは、パーキンソン病を含むいくつかの神経変性疾患に関係する細胞損傷の一種です。 これは、潜在的に有害な酸化剤分子の生成と、それらを抗酸化剤で除去する細胞の能力との間の不均衡によって引き起こされます。

以前の研究に基づいて、チェンのチームはイタリアと日本の協力者とともに、70歳から74歳の死亡したパーキンソン病患者12人の脳組織におけるニューロメラニン、フェオメラニン、およびユーメラニンのレベルを検査した。

68～73歳の健康な成人8名から採取した脳組織と、黒質のドーパミン作動性ニューロンに影響を及ぼすことが知られていない神経変性疾患であるアルツハイマー病を患う65～74歳の成人11名から採取した脳組織も評価された。

予想通り、パーキンソン病患者の黒質中のドーパミンは健康な対照者よりも著しく少なかった。 パーキンソン病のサンプルでは、​​対照よりも L-DOPA が 30% 少なかったが、この差は統計的有意性には達しなかった。 これはおそらく、L-DOPAを送達する標準的なレボドパ治療の使用によるものであると研究者らは指摘した。

以前の研究と一致して、パーキンソン病患者の黒質における神経メラニンレベルは、対照よりも有意に低かった。 パーキンソン病のサンプルとアルツハイマー病のサンプルの間で、ドーパミン、L-DOPA、ニューロメラニンに大きな違いは検出されませんでした。

ドーパミン由来の赤/黄色フェオメラニンは、健康な対照およびアルツハイマー病患者からのサンプルよりもパーキンソン病黒質組織で有意に高かった。 対照組織とアルツハイマー病組織との間に差異は見られなかった。

対照的に、ドーパミン由来の黒/茶色のユーメラニンは、ドーパミンレベルを調整した後でも、パーキンソン病のサンプルでは対照のサンプルと比べて有意に低かった。 L-DOPA 由来のユーメラニンも低下しましたが、L-DOPA を調整するとその差はなくなりました。 対照群とアルツハイマー病患者のユーメラニンレベルは同様でした。

これらの変化の影響を調査するために、研究者らは研究室で培養した人間の神経細胞を、用量を増やしながら研究室で製造されたL-DOPA-フェオメラニンまたはL-DOPA-ユーメラニンに1日曝露した。

彼らは、フェオメラニン治療が用量依存的に神経細胞死を促進することを発見した。 ユーメラニンは、どの用量でも細胞の生存に影響を与えませんでした。 研究室で培養したマウス神経細胞でも同様の結果が得られました。

「（ドーパミン由来の）ユーメラニンの減少と合わせて、これらの発見は、パーキンソン病におけるフェオメラニンとユーメラニンの不均衡への（ニューロメラニンの）生成の変化を示している可能性があり」、それが「酸化ストレス」を引き起こすと研究者らは書いており、この結果は「次のような洞察を提供する」と述べた。パーキンソン病の根底にあるメカニズムにおけるフェオメラニンとユーメラニンの異なる役割を研究し、パーキンソン病のバイオマーカーおよび治療標的としてフェオメラニンとユーメラニンを研究するための基盤を確立します。

この研究は、マイケル・J・フォックス・パーキンソン病研究財団とパーキンソン病全体にわたるアライメント・サイエンス・イニシアチブによって資金提供された。