ニューロンの活性化: 脳の発達における乳酸の重要な役割が明らかに

まとめ：研究者らは、神経幹細胞が特殊なニューロンに発達する際に乳酸が重要な役割を果たしていることを発見した。 彼らは、乳酸がこれらの細胞に信号を送り、神経機能の修正と強化を助けることを発見しました。

この研究は、運動と代謝の副産物である乳酸が、脳の発達と神経の分化においてどのように重要な役割を果たしているのかを明らかにしている。 これは、認知疾患を予防または制御するために乳酸シグナル伝達を利用する潜在的な方法につながる可能性があります。

重要な事実:

ソース：東北大学

東北大学の科学者らは、神経幹細胞が特殊なニューロンに発達するのを助ける上で乳酸塩が重要な役割を果たしていること、つまり神経分化と呼ばれるプロセスを発見した。

彼らはまた、乳酸が細胞に信号を送り、神経機能の修正と強化を助ける手段も発見した。

彼らの研究の詳細は、2023年6月10日付けのJournal of Biological Chemistryに報告されました。

乳酸塩は運動と代謝の副産物です。 細胞への酸素供給が制限されると、グルコースが乳酸に変換され、脳にエネルギー源が与えられます。

胎児の脳内の乳酸レベルは妊娠中期から増加し、乳酸が脳の発達と神経分化に重要な役割を果たしていることが強調されています。

最近の研究と報告では、乳酸が私たちの神経系の重要な構成要素であることが証明されています。

彼らは、乳酸が神経系において重要な細胞シグナル伝達分子として機能すること、また乳酸代謝が神経可塑性や記憶固定などの神経機能に関与していることを示した。

しかし、神経細胞における乳酸シグナル伝達の役割は、これまで不明のままでした。

「生理学的および病理学的条件下で乳酸がさまざまな種類の細胞でシグナル調節機能を提供することを示す証拠が増えていることを考慮して、乳酸は包括的な遺伝子発現の変化を通じて神経機能に影響を与えるという仮説を立てました」と東北大学大学院医工学研究科の永富良一教授は語る。研究チームのリーダーは、東京医科歯科大学の博士課程学生イーダン・シュウ氏と楠山譲二准教授とともに行われた。

研究者らは、乳酸が存在する場合に遺伝子調節を媒介することが以前に同定されているタンパク質であるNDRG3を神経芽腫細胞SH-SY5Yから除去したときの、乳酸で処理した細胞の遺伝子調節を調べることによって仮説を検証した。

彼らは、乳酸がNDRG3に依存する方法と依存しない方法を通じて神経分化を助けることを発見しました。 さらに、彼らは、2 つの特異的な転写因子、TEAD1 と ELF4 が、神経分化中に乳酸と NDRG3 の両方によって制御されていることを特定しました。

永富氏と彼のチームは、彼らの発見が乳酸塩に関する基礎知識をさらに深めるだけでなく、運動を奨励したり、認知疾患を予防または制御する方法としての薬剤を設計したりするために乳酸シグナル伝達を利用するための基礎として役立つ可能性があると信じている。

「私たちの発見は、運動によって引き起こされる高い血清乳酸値が神経系に有益な影響を与えるメカニズムについての新たな洞察を提供します。

「さらに、人間の運動による乳酸値の変化を測定できるため、乳酸値の変化を考慮すると、認知機能や記憶機能などの脳機能の適応変化をよりよく理解できるようになります。」

今後に向けて、研究チームはニューロンと脳の発達における乳酸の調節機能をさらに調査する予定です。

著者：広報ソース：東北大学接触：広報 – 東北大学画像：画像は Neuroscience News にクレジットされています

独自の研究:オープンアクセス。「乳酸は、NDRG3 依存性および非依存性様式を介して乳酸応答性遺伝子セットによって SH-SY5Y 細胞の神経分化を促進する」永富良一ら。 生物化学ジャーナル