Research press release

初体験、DNA損傷、アルツハイマー病

Nature Neuroscience

New experiences, DNA damage and Alzheimer’s disease

見知らぬ環境の探索のような一見地味な経験が、脳の活動を高め、ニューロンのDNAに損傷を引き起こしかねないとのマウスでの研究が報告される。この研究はまた、この効果は神経変性疾患では悪化するとも指摘している。

LennartMuckeたちは、新しい環境の探索をさせたマウスが、脳のニューロンでDNA二本鎖切断(DBS)をいくつも示していることを発見した。これが起こる脳領域には、空間記憶に必要な歯状回が含まれている。ただし、これらDNA切断の多くは、細胞のDNA修復機構を経て24時間以内に修理されている。Muckeらはまた、アミロイドβにニューロンを曝すと、活動しているニューロンでDSBの数が増加することも発見した。アミロイドβは、アルツハイマー病(AD)患者の脳に蓄積されると判明しているタンパク質断片で、この病気の主因である可能性がある。この報告では、微小管安定化タンパク質であるタウの濃度を下げるか、もしくは抗てんかん薬のレベチラセタムを投与して異常な脳活性を阻害すると、これらニューロンでのDSBの増加が抑えられるとしている。

これらの発見は、比較的平凡は活動をしている際でもニューロンを健全で安定した状態に維持するには、DNA修復機構が鍵を握る要素であることを示唆しており、アミロイドβタンパク質の蓄積がニューロンのストレスを悪化させ、DNA修復機構を凌駕して神経変性や病気に導く可能性があるとする新たな仕組みを暗示している。

Experiences as seemingly unobtrusive as exploring a new environment, increase brain activity and can cause damage to the DNA of neurons in mice reports a paper published this week in Nature Neuroscience. The research also shows that this effect is exacerbated during neurodegenerative disease.

Lennart Mucke and colleagues found that mice that are allowed to explore a novel environment exhibit a number of double-stranded breaks (DSBs) in the DNA of neurons in various brain regions, including the dentate gyrus - an area necessary for spatial memory. Many of these DNA breaks are, however, fixed within 24 hours via the cell’s DNA repair mechanisms. The authors also discovered that exposing neurons to amyloid-beta - a protein fragment that is known to accumulate in the brains of Alzheimer’s disease (AD) patients and may be a primary cause of the disease - increases the number of DSBs in active neurons. The authors report that blocking abnormal brain activity by reducing the levels of the microtubule-stabilizing protein, tau, or via application of the anti-epileptic drug levetiracetam reduced the increase in DNA DSBs in these neurons.

These findings suggest that DNA repair mechanisms are a key component of maintaining the health and stability of neurons during even relatively mundane activities and hint at another mechanism by which accumulation of the amyloid-beta protein can exacerbate neuronal stresses to potentially overwhelm the DNA repair mechanisms and lead to degeneration and disease.

doi: 10.1038/nn.3356

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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