フレッシュバジル。
南フロリダ大学の健康主導のチームは、化合物フェンコールが、脳内の神経毒性のアミロイド ベータを減少させることにおいて、腸由来の代謝物と同じ有益な効果があることを発見しました。
バジルを含むいくつかの植物に豊富に含まれる天然化合物であるフェンコールは、アルツハイマー病の病理から脳を保護するのに役立つことが、サウスフロリダ大学ヘルス (USF Health) の研究者が主導する前臨床研究で示唆されています。
2021 年 10 月 5 日に Frontiers in Aging Neuroscience に掲載された新しい研究 、フェンコールがアルツハイマー病の脳の神経毒性をどのように軽減するかを説明する、腸内微生物叢に関連する感知メカニズムを発見しました.
新たな証拠によると、短鎖脂肪酸 (SCFA) - 有益な腸内細菌によって生成される代謝産物であり、結腸内の細胞の主要な栄養源 - が脳の健康に寄与しています。 SCFA の存在量は、軽度の認知障害や認知症の最も一般的な形態であるアルツハイマー病の高齢患者でしばしば減少します。ただし、この SCFA の減少がアルツハイマー病の進行にどのように寄与するかは、ほとんどわかっていません。
研究主任研究員の Hariom Yadav 博士は、USF Health Morsani 医科大学にある南フロリダ大学マイクロバイオーム研究センターを指揮しています。彼は、腸内微生物叢と脳の間の相互作用が脳の健康と加齢に伴う認知機能の低下にどのように影響するかを研究しています。クレジット:USF Health/南フロリダ大学
血液を介して脳に移動する腸由来の SCFA は、ニューロンと呼ばれる脳細胞に発現する細胞シグナル伝達分子である遊離脂肪酸受容体 2 (FFAR2) に結合して活性化することができます。
「私たちの研究は、これらの微生物代謝産物 (SCFA) による FFAR2 感知メカニズムの刺激が、アルツハイマー病に関連するアミロイドベータ (Aβ) タンパク質の毒性蓄積から脳細胞を保護するのに有益である可能性があることを発見した最初の研究です」と主任研究者は述べています。 Hariom Yadav 博士は、USF Health Morsani 医科大学の神経外科および脳修復の教授であり、USF マイクロバイオーム研究センターを指揮しています。
アルツハイマー病の 2 つの特徴的な病状の 1 つは、神経細胞間で凝集して脳内にアミロイドタンパク質斑を形成する Aβ の硬化沈着です。もう 1 つは、脳細胞内のタウタンパク質の神経原線維変化です。これらの病状は、最終的にアルツハイマー病の発症を引き起こすニューロンの喪失と死の一因となります。アルツハイマー病は、記憶、思考能力、およびその他の認知能力の喪失を特徴とする神経変性疾患です。
Yadav 博士と彼の共同研究者は、分子メカニズムを掘り下げて、腸内微生物叢と脳の間の相互作用が脳の健康と加齢に伴う認知機能の低下にどのように影響するかを説明しています。 Yadav 博士によると、この研究では、研究チームは脳内の FFAR2 の「これまで知られていなかった」機能の解明に着手しました。
研究者らは最初に、FFAR2 受容体を阻害する (したがって、神経細胞外の環境で SCFA を「感知」し、細胞内でシグナル伝達を伝達する能力をブロックする) ことが、アルツハイマー病に関連する神経毒性を引き起こす Aβ タンパク質の異常な蓄積に寄与することを示しました。
次に、彼らは 144,000 を超える天然化合物の大規模な仮想スクリーニングを実行して、FFAR2 シグナル伝達の活性化において微生物叢が生成する SCFA の同じ有益な効果を模倣できる潜在的な候補を見つけました。神経細胞上の FFAR2 受容体を最適に標的とする SCFA に代わる天然化合物を特定することは重要です。なぜなら、腸や他の器官の細胞は、血液循環を通じて脳に到達する前にこれらの微生物代謝産物のほとんどを消費するからです、と Yadav 博士は述べています。
Yadav 博士のチームは、15 の主要な化合物候補を最も強力なものに絞り込みました。バジルに芳香を与える植物由来の化合物であるフェンコールは、FFAR の活性部位に結合してシグナル伝達を刺激するのに最適でした。
ヒト神経細胞培養およびCaenorhabditis (C.) elegansでのさらなる実験 アルツハイマー病の (ワーム) およびマウスモデルは、フェンコールがマイクロバイオーム感知メカニズムである FFAR2 シグナル伝達を刺激することにより、ニューロンの過剰な Aβ 蓄積と死を大幅に減少させることを示しました。研究者らは、フェンコールが Aβ 誘発神経毒性をどのように調節するかをより詳細に調べたところ、この化合物が、アルツハイマー病の病状を持つ脳で一般的に見られる「ゾンビ」細胞としても知られる老化神経細胞を減少させることを発見しました。
ゾンビ細胞は複製を停止し、ゆっくりと死にます。一方、Yadav 博士によると、それらは病気の臓器や老化した臓器に蓄積し、有害な炎症環境を作り出し、隣接する健康な細胞にストレスまたは死のシグナルを送り、最終的には有害なゾンビ細胞に変化するか、死滅します。
「フェンコールは、老化とタンパク質分解の 2 つの関連メカニズムに実際に影響を与えます」と、Yadav 博士は興味深い前臨床研究の発見について述べています。 「それは半死のゾンビ神経細胞の形成を減らし、(機能していない) Aβの分解も増加させるので、アミロイドタンパク質が脳からはるかに速く除去されます。」
認知症を防ぐために、スパゲッティ ソースやその他の食べ物に大量のバジルを追加する前に、人間を含めたさらなる研究が必要です。
アルツハイマー病の病状を治療または予防するための可能なアプローチとしてフェンコールを調査する際に、USF ヘルス チームはいくつかの質問に対する答えを探します。鍵となるのは、バジル自体で消費されたフェンコールが、錠剤で化合物を分離して投与するよりも多かれ少なかれ生物活性（効果的）であるかどうかである、とYadav博士は述べた. 「また、バジルまたはフェンコールのいずれかの強力な投与量が、点鼻スプレーで送達できれば、化合物が脳に到達するより迅速な方法になるかどうかも知りたい.」
参考文献:「微生物叢センシングの活性化 – 遊離脂肪酸受容体 2 シグナル伝達は、タンパク質分解-老化軸を調節することにより、アミロイド-β 誘導性神経毒性を改善する」 (Atefeh Razazan、Prashantha Karunakar、Sidharth P. Mishra、Shailesh Sharma、Brandi Miller、Shalini Jain、および Hariom Yadav 著) 、2021 年 10 月 5 日、老化神経科学の最前線 .
DOI:10.3389/fnagi.2021.735933
USF Health 主導の研究は、国立衛生研究所、米国国防総省、および NIH が資金提供する Wake Forest Clinical and Translational Science Institute からの助成金によって部分的に支援されました。
