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The Scientific Ocean

誰にでもわかりやすいように生命科学を解説しようとするアザラシのブログ。

中の人(アザラシ)のTwitterは@puni2azarashiです。

アストロサイトからの贈り物

論文紹介 Neuroscience

おひさしぶりです、ぷにぷにアザラシです。ばたばたしていて更新が滞ってしまいました。そんな間に台風の季節になりましたね。台風の贈り物と言えば暴風と豪雨ですが、脳の中にあるアストロサイトという細胞は、脳が大変なときにニューロンへ素敵なプレゼントを贈ることが最近発見されました。

Transfer of mitochondria from astrocytes to meurons after stroke

と呼ばれるこの論文(Hayakawa et al., Nature, 2016)では、アストロサイトが脳梗塞時にニューロンミトコンドリアを供給することが示されています。

まずはアストロサイトとは何か、から説明を始めたいと思います。「人は脳の10%くらいしか使っていない」という言葉を聞いたことがありますでしょうか?これはあながち嘘では無いのかもしれないと、私は考えています。なぜなら、脳内で主役であるニューロン神経細胞)は脳内にはほぼ10%程度しか存在していないためです。では残り90%は何なのでしょうか?それが実は、アストロサイトなのです。アストロサイトは脳内で一番多い細胞で、基本的にはニューロンが生きていくために必要な栄養分を分け与えたり、ニューロンがしっかりと機能するような手助けをしたりしています。いわゆる補佐役です。

ミトコンドリアについても軽く説明します。ミトコンドリアは端的に言えば「エネルギー産生工場」です。ミトコンドリアで糖などをエネルギーに変換することができます。なのでミトコンドリアは私たちにとって無くてはならない大切なものです。今までに、ニューロン脳梗塞などでダメージを受けると、損傷したミトコンドリアをアストロサイトに送ることが知られていました。しかしアストロサイトからニューロンに何かを送っているのかどうか、よく分かっていませんでした。今回の論文は、実はアストロサイトは、ダメージを受けたミトコンドリアをもらうだけに留まらず、良いミトコンドリアニューロンは返す機能もあることを示しました。メインな発見は以下の通りです。

  1. アストロサイトが機能的なミトコンドリアニューロンに渡すことがわかった
  2. ミトコンドリアはアストロサイトから粒子に包まれて放出され、その放出はCD38とcyclic ADPリボースによる細胞内シグナリングに依存的だった
  3. マウスにて局所脳虚血を引き起こすとアストロサイトからのミトコンドリア放出が起こり、ニューロンの死が抑制された。この抑制はCD38に対する発現抑制(siRNA)によって消失した

1の発見はもちろん新しく素晴らしいのですが、さらに素晴らしいのはこのミトコンドリア放出メカニズムをさらに解明した(2)ところです。CD38やcyclic ADPリボースに関しては難しいので割愛しますが、これらの分子は細胞内カルシウムイオンによって制御されることが知られております。ですので、アストロサイトは何らかのカルシウムを介したシグナルを用いてミトコンドリアを放出しているということになります。ではどうしてアストロサイトの細胞内カルシウムイオン濃度が増えるのでしょうか?残念ながらそのあたりは、まだ解明されていないようです。

私の推測ですが、基本的に脳虚血など重大な障害が脳で生じると、脳はグルタミン酸とよばれるアミノ酸でいっぱいになります。グルタミン酸ニューロンを刺激して、ニューロンを殺してしまいます。その一方で、グルタミン酸はアストロサイトなど他の細胞にも働いて、細胞内カルシウムイオン濃度を高めることも知られています。もしかしたらこの論文で示されたことは、そのようなグルタミン酸によりおきるアストロサイトでの変化の1つなのかもしれません。今後も目が離せないような研究内容でした。

以上になります、最後までありがとうございました!
ぷにぷにアザラシでした!