ガンマ脳波リズム刺激がアルツハイマー病マウスのアミロイドを除去するしくみ

感覚ガンマリズム刺激がアルツハイマー病マウスのアミロイドを除去するしくみ…研究では、光と音で重要な脳リズムを刺激すると、介在ニューロンからのペプチド放出が増加し、アルツハイマー病タンパク質の除去が促進されることが判明した。
以下は、記事の抜粋です。

MIT などの研究では、 40 ヘルツ (Hz) のガンマ脳波リズム周波数での光のちらつきやクリック音によって、アルツハイマー病 (AD) の進行が抑制され、実験用マウスだけでなく人間のボランティアの症状も治療できるという証拠が増えています。この疾患のマウスモデルを使用した新しい研究で、MIT の研究者らは、これらの効果に寄与する可能性のある重要なメカニズムを明らかにしました。それは、AD病態の特徴であるアミロイドタンパク質の除去は、最近発見された脳の血管と平行した “配管 “ネットワークである脳のグリンパ系（glymphatic system）を介して行われるということです。

これまでの研究で、グリンパ系は脳の老廃物除去の重要な導管であり、脳のリズムによって調節されている可能性があることが示されているため、研究チームは、これがガンマ感覚刺激によりアルツハイマー病モデルマウスのアミロイドレベルが低下するという仮説を立てた。。

アルツハイマー病の遺伝モデルである「5XFAD」マウスを使った研究で、40Hzの感覚刺激が脳内の40Hzの神経活動を増加させ、アミロイドレベルを低下させるという研究室の以前の結果を初めて再現した。次に、老廃物を運び出すためにグリンファティック系を流れる体液に相関のある変化があるかどうかを測定しました。

この体液流量の増加がどのように起こっているのかを調査するために、研究チームは星状細胞のアクアポリン 4 (AQP4) 水チャネルに焦点を当てました。AQP4によって、細胞はグリンパ球の体液交換を促進することができます。APQ4の機能を化学物質でブロックすると、ガンマ感覚刺激によるアミロイドレベルの低下が妨げられ、マウスの学習や記憶の改善も妨げられました。そして、追加のテストとして、AQP4を破壊する遺伝子技術を使用したところ、ガンマ刺激によるアミロイド除去も阻害されました。

アストロサイトのAPQ4活性化によって促進される体液交換に加えて、ガンマ波がグリンパの流れを促進する別のメカニズムは、隣接する血管の脈動を増加させることによるものです。いくつかの測定では、未処理の対照と比較して、感覚ガンマ刺激を受けたマウスの動脈拍動がより強いことが示されました。

研究チームは、RNA配列決定によりガンマ感覚刺激が実際に星状細胞 AQP4 活性の増加と一致する変化を促進することを確認しました。即ち、ガンマ感覚刺激により、「介在ニューロン」と呼ばれるニューロンでいくつかのペプチドの産生が顕著に増加したことも明らかにしました。特に、VIP というペプチドが血管細胞や血流、グリンパ系によるクリアランスなどの制御を助けることでアルツハイマー病との闘いに関連していることが明らかになりました。

研究者らはさらに、ペプチド放出センサーを用いて、ガンマ感覚刺激により VIP 発現介在ニューロンからのペプチド放出が増加することを観察しました。VIP ニューロンを化学的に不活化した後、マウスをガンマ感覚刺激にさらしたところ、動脈拍動の増加はなくなり、ガンマ刺激によるアミロイドクリアランスもなくなったことがわかりました。

この研究で示されたアミロイドのクリアランス効果はかなり急速に発現しましたが、実験室や臨床研究で、認知に持続的な効果をもたらすには、数週間または数か月にわたる持続的なガンマ感覚刺激が必要なので、研究者らは、アミロイドのグリンパ系によるクリアランスは、感覚的ガンマ刺激が脳を助ける重要なメカニズムではあるけれども、おそらく重要な根本的メカニズムはそれだけではないだろう、と付け加えています。

なかなかおもしろい話です。まだマウスの段階ですが、試したい人は以下のサイトでやってみてください。