マックス・プランク精神医学研究所が発表した最近の研究では、ストレス関連信号が外傷後の脳の回復に重要な役割を果たしている可能性があることが明らかになった。この発見は、ミエリンを生成する前駆細胞が損傷した脳組織の近くでストレスホルモンCRHを素早く放出することを指摘している。
脳の修復細胞を解明する
研究グループのリーダーで経験豊富な神経生物学者であるヤン・ドウシング氏は、脳損傷を受けた実験用マウスの一貫した反応、つまり損傷部位の周囲で特定の細胞グループが活性化していることに気づきました。長年の観察にもかかわらず、これらの細胞の正確な正体は謎のままでした。
この謎は、マックス・プランク精神医学研究所にインターンシップで参加し、生物学の学位取得が近づいていたクレメンス・リースの研究の焦点となった。彼はその問題を解明するという挑戦を受け入れた。
リース博士は、マウス モデルで、既知のすべての細胞型のマーカーを体系的にテストしました。陽性反応を示したのは 1 つだけで、希突起膠細胞前駆細胞 (OPC) のマーカーでした。
これらの前駆細胞は、ミエリン鞘の生成を担う希突起膠細胞に成熟する能力を持っています。ミエリンは神経細胞の延長である軸索を取り囲み、ニューロン間の情報伝達を可能にします。電気絶縁体として機能し、情報伝達を最適化し、脳の健康な機能に不可欠な栄養素を提供します。
ミエリンへの損傷は、この保護層が分解される多発性硬化症 (MS) などの自己免疫疾患で発生するように、深刻な結果をもたらす可能性があります。物理的な損傷によってミエリンが損なわれることもあり、重篤な場合にはニューロン全体の死を引き起こす可能性があります。したがって、影響を受けた軸索周囲のミエリンの修復は、損傷に対する脳の反応の重要な部分です。
怪我後のストレスホルモンの驚くべき出現
リース氏の研究は、当初は修士号取得のためのもので、これらの前駆細胞が脳病変の端で劇的に増殖することが示されました。それらのほとんどは成熟し、新しいミエリンを生成できる希突起膠細胞に変化します。このテーマは非常に興味深いものであったため、それが彼の博士論文になりました。
しかし、リースとドイシングは、前例のないことを発見しました。損傷した組織の近くでは、OPC の約 3 分の 1 が、体のストレス反応の調節に重要なホルモンである副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン (CRH) を活性化します。それまで、OPC が CRH などの神経ペプチドを生成できることは知られていませんでした。この研究結果は「Cell Reports」誌に掲載された。
CRH の産生は非常に早く始まり、損傷から数時間以内に検出可能ですが、約 3 日後に停止します。この短時間かつ集中的な放出は、CRH が治癒過程の初期段階で重要な役割を果たしているということを示唆しています。
ミエリン回復時間に対するCRHの影響
CRH の 2 つの既知の受容体のうちの 1 つも、このプロセスの中心であると考えられます。 CRH 1 受容体は OPC の異なる集団に存在し、これらの細胞が放出された CRH に応答できるようにします。
CRHR1 が存在しない場合、OPC は損傷後により速く増殖します。ただし、この最初の増加はより効果的な修復に変換されず、生成および維持される成熟希突起膠細胞の数が減少します。
CRH が OPC の成熟時間を調節するのに役立つことを示す証拠があります。この制御は、損傷したミエリン鞘を適切に修復するのに十分な量の成熟希突起膠細胞を産生するために不可欠です。
発達中の脳を形作るのと同じシステム
OPC は負傷後だけが重要ではありません。それらはまた、脳の成熟中のミエリンの形成にも重要な役割を果たします。この髄鞘形成プロセスの多くは出生後に起こり、成人初期まで続きます。
CRH 1 受容体は損傷がない場合でも OPC 上に存在するため、Ries と Deussing は、CRH 1 受容体が正常な脳の発達中の髄鞘形成にも影響を与えるかどうかの調査を開始しました。彼らは他の研究者と協力して、いくつかの方法を使用して追加のマウスモデルにおけるミエリン形成を調べました。
彼らは、CRH 1 受容体を欠くマウスは発生の初期段階でより多くの OPC を生成することを発見しました。これらの変化は年齢とともに消えるのではなく、むしろ脳の構造に永続的な影響を及ぼしました。
研究者らは、成人の脳において、特に薄い軸索周囲のミエリン鞘の厚さに起因する髄鞘形成の変化を特定しました。この結果は、OPC 上の CRH 1 受容体が損傷後のミエリンの修復だけでなく、ミエリンの初期発達の調節にも重要な役割を果たしていることを示唆しています。
脳の発達中のCRHの起源
損傷後、OPC 自体は CRH を生成および放出することで反応します。しかし、脳の発達は別の疑問を引き起こします。脳が正常に成熟するとき、ストレスホルモンはどこから来るのでしょうか?
科学者たちは、ニューロンがその答えである可能性があると提案しています。この仮説は、発達中のニューロンが CRH を放出し、それが OPC の増殖とミエリン生成希突起膠細胞への成熟の両方に影響を与えるというものです。
うつ病やストレスとの関連の可能性
特にストレスの多い条件下では、ニューロンが CRH を放出することはすでに知られています。幼児期の発達中に経験するストレスも、精神疾患の危険因子として認識されています。
新しい結果は、OPC で動作する CRH システムが精神的健康に広範な影響を与える可能性を提起します。 Jan Deussing は、うつ病などのストレスに関連する精神障害において、OPC の CRH システムがこれまで知られていたよりも大きな役割を果たしている可能性があると推測しています。
将来の研究でこの関連性が確認され、拡大されれば、CRHシグナル伝達がOPC、ミエリン形成、脳の発達にどのような影響を与えるかを理解することで、最終的にはまったく新しい治療アプローチが示される可能性があります。
