脳の老化の原因はニューロンの核が加齢で硬くなること？　東大が確認

続いて、老化したニューロンの核が、なぜ形態変化しにくいのかを調べたとする。研究チームではその原因の1つとして、核が硬くなっている可能性を考察。そこで原子間力顕微鏡を用いて、若齢マウスと老齢マウスから抽出したそれぞれのニューロンの核の硬さを測定したところ、ニューロンの核は加齢に伴って硬くなることが確認されたとする。これらの結果から、ニューロンの核は加齢に伴ってダイナミクスが低下する(形態が変化しにくく、硬い)ことが判明したのである。

老化細胞における核の形態異常の意義は、これまであまり理解されていなかった。その理由の1つは、形態異常という現象が定量性に欠け、細胞機能に直結しにくいことにあると考えられるという。今回の研究では、ニューロンでも加齢に伴って核が凹むことに加えて、物理量として定量でき核の機能に与える影響も考慮しやすい“硬くなる”というパラメータの変化を見出すことに成功した。そして今後は、ほかの細胞種の老化でも核が硬くなるのかを調べることで、細胞老化に伴って核のダイナミクスが低下する現象の普遍性を明らかにできる可能性があるとしている。

また、核のダイナミクス低下の意義を調べるためには、その分子メカニズムを解明する必要がある。今回の研究では、マススペクトロメトリを用いて若齢・老齢ニューロン核のタンパク質組成が調べられた。すると、核膜に局在するタンパク質「SUN1」の発現が、加齢と共に増加していることが見出されたという。これまでの報告で、SUN1は核の硬さを保つために重要なことがわかっていることから、研究チームでは、SUN1の発現上昇がニューロン核が硬くなることの原因の1つだと考えており、今後それを検証することで、核のダイナミクス低下の意義に迫ることを目指すとする。

ニューロン可塑性には、外界からの刺激に対して適切に遺伝子発現を変化させることが重要だ。遺伝子発現の調節にはクロマチン相互作用がフレキシブルに変化することが重要だが、硬くなった核ではそれが適切にできなくなっている可能性があるという。つまり、ニューロンの核が硬くなることは、老化ニューロンにおいて遺伝子発現が適切に調節できず、可塑性が低下することのメカニズムの1つになっている可能性があるとのことだ。研究チームは今後、核のダイナミクス低下の重要性を解明することで、脳の老化の予防や治療に役立てたいと考えているとしている。