脳震盪からアルツハイマー病まで: ミニ

まとめ：研究者らは、脳震盪とアルツハイマー病との関連を調査するために「チップ上の外傷性脳損傷（TBI）」を開発した。

彼らは、マウスの胎児から得たニューロンのクラスターを使用して、「小型脳」をサッカー選手が経験する重力を模倣した重力にさらしました。 彼らは、神経変性疾患に関連する分子であるアクロレインの急増と、アルツハイマー病に関連するタンパク質であるアミロイドベータ 42 (AB42) のミスフォールディングの大幅な増加を発見しました。

この装置は、アクロレインおよびAB42レベルを低下させるヒドララジンなどの潜在的な治療法をテストするのにも役立ちました。

重要な事実:

ソース：パデュー大学

頭を打ってからアルツハイマー病に関連する損傷が始まるまでにどれくらいの時間がかかりますか?

機能している脳細胞のクラスターに対する衝撃力の影響を追跡できる装置は、その答えが数時間以内に見つかることを示唆しています。 パデュー大学で開発中の「チップ上の外傷性脳損傷（TBI）」は、数十年の経過とともに明らかになる因果関係への扉を開くものだが、その起源を遡ることは非常に困難である。

「私たちは基本的に、叩いて研究できる小型の脳を作っているのです」と、主任研究者でパデュー大学獣医学部のマリ・ハルマン・ジョージ応用神経科学寄付教授であるリイー・シー氏は語った。

「私たちは外傷性脳損傷とアルツハイマー病の間に関連性があることを知っています。 それは臨床観察で十分に確立されています。 しかし、基本的な不可欠な経路を解明するのは簡単ではありません。 チップ上のTBIにより、生きた動物では非常に難しい多くの仮説を検証することができます。」

Lab on a Chipに最近発表された研究では、Shi氏率いる研究チームは、胎児期のマウスから採取した培養ニューロンの機能するクラスターに、200Gの力で3回の打撃を与えた。それぞれの打撃は、サッカー選手が1回の打撃で受ける打撃の最高値に近いものだった。 。

この外傷は、酸化ストレスや神経変性疾患に関連する分子であるアクロレインの生成を即座に急増させ、人々の脳内のプラークと呼ばれる塊の中に見られるタンパク質アミロイドベータ42（AB42）の誤って折りたたまれた塊の増加を引き起こす。アルツハイマー病で。 追加の実験では、衝撃、アクロレイン、AB42 の間の関連性が追跡されました。

この装置は、アクロレインレベルを低下させることが知られている薬剤など、考えられる治療法をテストするためにも使用できます。

現在の研究では、Shi氏のチームはこの装置を使用して、血圧降下剤として米国食品医薬品局によって承認されている既知のアクロレインスカベンジャーである薬物ヒドララジンが、アクロレインの量とクラスター内で生成されるミスフォールドAB42のレベルを減少させることを示した。ヒット後のニューロンの状態。

神経変性疾患、アクロレインとヒドララジンの研究に長い歴史を持つシー博士は、チップ上の外傷性脳損傷により、20年間の研究で探し求めていた発見が可能になったと述べた。

「何が起こっているかがわかったので、それに対して何かできることはあるでしょうか? 答えはイエスです」とパデュー統合神経科学研究所のメンバーでもあるシー氏は語った。

「アクロレインは時間に依存します。 長く存在するほど、より多くの AB42 凝集が引き起こされます。 今回、この薬でアクロレインを低下させれば、炎症とAB42の凝集を低下させることができることを示します。」

この装置はパデュー麻痺研究センターで特注で製造されており、振り子を使用して特定の重力加速度を、栄養床で支えられた25万個のニューロンのクラスターを収容する小さなチャンバーに伝達する。

チャンバーに埋め込まれたマイクロ電子アレイはニューロンの電気活動を測定し、機能的な発火パターンを数週間維持します。また、透明な観察ポートによりニューロンの顕微鏡観察が可能です。

研究者は、特定の生化学的測定を行うために、一定の間隔でニューロンのクラスターをチャンバーから取り出します。

「私たちがここで行っているユニークなことはいくつかありますが、最も大きなものの 1 つは、このチップを損傷することなくヒットできるため、実際のモデルに影響を与えて研究を続けることができることです」と Shi 氏は述べています。