医学部の研究者はてんかん発作の予防に新たな発見をしました

 




フロリダ州立大学医学部の研究者チームは、脳によって生成されたアミノ酸が一種のてんかん発作の予防に重要な役割を果たす可能性があることを発見しました。


 側頭葉てんかん発作は衰弱しており、神経細胞死や神経機能の喪失など、患者に永続的な損傷を引き起こす可能性があります。


医学部の生物医科学科の准教授であるSanjayKumarと彼のチームは、この病気の効果的な治療法を見つけるための道を開いています。



研究チームは、てんかん発作の引き金となるメカニズムを脳内で発見しました。彼らの研究は、D-セリンとして知られているアミノ酸がてんかん発作を防ぐのを助けるメカニズムと一緒に働くことができ、それによってそれらに伴う神経細胞の死も防ぐことができることを示しています。


チームの調査結果は、雑誌に掲載されたネイチャー・コミュニケーションズ 。


側頭葉は感覚情報を処理し、記憶を作成し、言語を理解し、感情を制御します。側頭葉てんかん（TLE）は、成人のてんかんの最も一般的な形態であり、現在の抗てんかん薬では改善されません。



「TLEの特徴は、嗅内領域と呼ばれる特定の脳領域で脆弱なニューロン集団が失われることです」とクマール氏は述べています。「そもそも、この脳領域でニューロンが死ぬ理由を理解しようとしています。そこから、これらのニューロンが死ぬのを防ぐために私たちにできることはありますか？それは非常に基本的な質問です。」


TLEの病態生理学をさらに理解するために、Kumarラボは脳内の基礎となる受容体を研究しています。受容体は、2つ以上の通信ニューロン間のギャップまたは接合部にあるタンパク質です。それらはニューロン間の信号を変換し、それらの通信を助けます。


クマールと彼のチームは、脳の嗅内皮質で非公式に「FSU受容体」と名付けた新しいタイプの受容体を発見しました。FSU受容体はTLE療法の潜在的な標的です。


「この受容体の驚くべき点は、カルシウム透過性が高いことです。これが、この領域の過興奮とニューロンへの損傷の根底にあると私たちは信じています」とクマール氏は述べています。



FSU受容体が過剰なカルシウムをニューロンに侵入させると、ニューロンが流入から過剰に刺激されるため、TLE患者はてんかん発作を経験します。過剰刺激、または過剰興奮性は、興奮毒性として知られているプロセスであるニューロンを死に至らしめる原因です。


研究チームはまた、アミノ酸D-セリンがこれらの受容体をブロックして、過剰なレベルのカルシウムがニューロンに到達するのを防ぎ、それによって発作活動とニューロン死を防ぐことを発見しました。


「D-セリンのユニークな点は、他の薬とは異なり、D-セリンは脳自体で作られるため、脳の忍容性が高いことです」とクマール氏は述べています。「TLEの治療を扱う多くの薬は忍容性がよくありませんが、これが脳で作られていることを考えると、それは非常にうまく機能します。」



研究チームは、FSU化学生化学科のMichael Roperの研究室の支援を受けて、てんかん動物のD-セリンレベルが低下していることを発見しました。これは、TLE患者がD-セリンを本来のように生成できない可能性があることを示しています。


「D-セリンの喪失は本質的にこれらのニューロンのブレーキを取り除き、それらを過興奮にします」とクマールは言いました。「その後、カルシウムが入り、興奮毒性を引き起こします。これがニューロンが死ぬ理由で​​す。したがって、ブレーキを提供する場合（D-セリンを提供する場合）、ニューロンが失われることはありません。」



クマールの研究は、脳の嗅内皮質におけるD-セリンレベルの低下の原因として神経炎症を指摘しています。D-セリンは通常グリア細胞によって産生されますが、TLEの一部として経験される神経炎症は、脳に細胞および分子の変化を引き起こし、それが産生されるのを妨げる可能性があります。


実行可能な治療法としてD-セリンを探索する次のステップは、潜在的な投与技術を調査することです。


「私たちは、人間の脳のその特定の領域にD-セリンを投与するための創造的な方法を見つけなければなりません」とクマールは言いました。「それを適切な場所に配置することが課題です。たとえば、IVを介して全身的に投与した場合と比較して、脳のその領域に局所的に投与した場合にどのような効果があるかを調べる必要があります。」


TLEは、脳震盪やその他の外傷性脳損傷などの損傷から生じることがよくあります。適切な領域に投与された場合、D-セリンはそのような傷害の二次的影響を防ぐのに役立つことが示されています。



「空中パイタイプのアイデアは、ネブライザーを使用したり、D-セリンを吸入したり、サッカーをしたりするという架空のシナリオです。脳震盪を経験しても、Dが原因でニューロンが失われることはありません。 -セリンは、側頭葉のニューロンの喪失につながる可能性のある外傷性脳損傷がある場合に備えて、一種のクッションを提供します」とクマール氏は述べています。


「質問して解決すべき非常に興味深い質問がいくつかあります」と彼は付け加えました。「重要なことは、D-セリンが機能する理由の基本的なパンとバターのメカニズムを概説したことです。私たちが確立したのは、受容体の発見、これらの受容体の拮抗薬（D-セリン）の発見、それがどのように機能するか、そしてTLEの出現を防ぐ方法です。メカニズムと病態生理学は、人間と同じように動物モデルにも関連しており、そこに興奮があります。」


この研究は、フロリダ州立大学の研究と創造性評議会および医学部、てんかん財団、および国立衛生研究所からの助成金によって部分的に資金提供されました。



FSUの生物医学部の研究教員であるStephenBeesley、大学院生のThomas Sullenberger、学部の研究助手であるKathryn Crotty、Roshan Ailani、Cameron D'Orioがこの研究に貢献し、Kimberly Evans、Emmanuel Ogunkunle、MichaelRoperがFSU部の化学と生化学。


元記事

https://news.fsu.edu/news/health-medicine/2020/10/13/college-of-medicine-researcher-makes-novel-discoveries-in-preventing-epileptic-seizures/?fbclid=IwAR1zVUNsYfKgxRT2Das2H1-6po49HMHaz30O-qm7EJvDa1coQB8z-kW4b44

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