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タウのホットスポット新たな発見

Pathological phosphorylation (yellow) of Tau proteins (red-orange) leads to disintegration of microtubuli in the neuron axon an aggregation of the tau proteins. The transport of synaptic vesicles (orange-violet spheres) is interrupted

現在、世界中で5,500万人以上の人々がアルツハイマー病(AD)を患っている。
ADは最も一般的な認知症であるが、現在のところ治療法はない。
しかし、ADにおいてタウが果たす可能性のある役割に関する最近の発見は、ADや他の認知症の進行に関するわれわれの理解における画期的な進歩である。
タウとは何であり、ADのような神経変性疾患とどのような関係があるのだろうか?
そして、タウに関する新たな発見は、ADの治療法を見つけるという現在進行中の探求において、研究者たちにどのように役立つのだろうか?
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タウタンパク質(赤橙色)の病的なリン酸化(黄色)は、ニューロン軸索の微小管の崩壊とタウタンパク質の凝集を引き起こす。シナプス小胞(橙紫色の球)の輸送が阻害される。

タウとは何か?

タウは主に脳細胞に存在するタンパク質である。
健康な中枢神経系では、脳の神経細胞を安定させる働きをし、次のような役割を果たしている。
構造および規制機能 軸索の輸送とシグナル伝達の両方をサポートする。

変形タウと神経認知

タウと認知機能との関連はよく知られている。遺伝学的にタウ蛋白質を欠損させたマウスの研究では、認知機能に障害が見られる。
ヒトの研究でも
タウ機能障害は パーキンソン病を伴う前頭側頭型認知症、ピック病、進行性核上性麻痺、皮質基底膜変性症、慢性外傷性脳症、ADなどである。 上記のような重篤な神経変性疾患では、奇形化したタウはもはや結合することができない。その代わりに、タウはばらばらになり、無秩序になったタウ鎖は、もはや生理的機能を果たすことができない奇形化した、折り畳まれた、あるいはスプライシングされたタウとして再構成され、変異する。
弱くなり、もつれ、変異したタウ鎖は、代わりにニューロンに「大混乱」を起こし始める。

タウとアルツハイマー

一部の研究者は、別のタンパク質であるβアミロイドのプラーク蓄積が、AD患者の処理速度の低下と脳細胞死を引き起こすという仮説を長年立ててきたが、他の研究者は、実際にはタウの過剰蓄積が原因ではないかと疑っている。
これは、βアミロイドが病気の初期段階で蓄積することが知られているのに対し、タウの蓄積は軽症から末期まで、病気の進行を通じて起こるからである。
科学者たちは以前、脳内の奇形タウのレベルとADの病期や重症度との間に関連があることを発見している。
しかし、AD研究者による新たな発見は、ADにおいてタウが果たす役割にさらに光を当てるかもしれない。

タウのホットスポットを探る

新しい 超解像顕微鏡 クイーンズランド脳研究所クレム・ジョーンズ老化認知症研究センター(CJCADR)の科学者たちは、個々のタウ分子が血漿膜バリアでどのように振る舞うかを観察することができた。その結果、チームの共同リーダーであるCJCADR所長のユルゲン・ゲッツ教授とパドマナバン博士が “タウ・ホットスポット “と名付けた現象が観察された。パドマナバン博士の説明によると、このホットスポットは、タウが細胞膜に局在するときに形成され、そこで初めて “空間的にも時間的にも極めて不均一な挙動 “を示す。一旦局在すると、これらのタウ分子は蓄積して “ホットスポット”、すなわち “タウ分子が高度に固定化されたスポット “を形成する。 新たに観測されたこれらのタウ・ホットスポットは、ADの発症メカニズムやADがどのように広がっていくかを理解する上で、広範な意味を持つ可能性がある。

タウとADを理解する

タウホットスポットの発見は、ADや他の認知症の発症と進行の理解における画期的な進歩であるが、ADにおけるタウホットスポットの機能についてはまだほとんど知られていない。 しかし、この新発見は重要な出発点である。
G教授が言うように
öこの新しい研究は、アルツハイマー病のような病的状況において、タウやその他の重要なタンパク質が神経細胞の機能をどのように損なうのかについて、より深い洞察を得る道を開くものです」。

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