香りは、忙しい道端、壊れた肉ロッカー、恐ろしい犯罪現場から漂っています。それは腐った肉の特徴的な悪臭です。その腐敗した芳香にもかかわらず、化学化合物は生きている人体において重要な目的を果たすかもしれないと、新しい研究は示唆します。
ジャーナルセルメタボリズムのオンラインで1月30日に公開された新しい研究によると、プトレシンと呼ばれるこの化合物は、特定の免疫細胞のスイッチを入れ、体内の死んだ組織を食い物にするのを助けます。それは、次に、体が心臓病を食い止めるのを助けることができました。
著者らは、生きたマウスだけでなく、ヒト細胞とマウス細胞の両方を研究して、マクロファージと呼ばれるこれらの死体を免疫する細胞が、消化されたままのプトレシンを腹部に渦巻く様子を明らかにしました。
彼らのプトレシンの供給が不足すると、マクロファージは追加の細胞を消費するのに苦労し、死体を積み上げ、破壊し、体内に有害物質を染み出させます。有毒物質を漏らす死んだ組織は炎症を引き起こし、動脈に脂肪性プラークが蓄積して破裂し、心臓発作や脳卒中を引き起こす可能性があるアテローム性動脈硬化症などの疾患の一因となる可能性があります。
これらの漏出性の「壊死性」細胞は、「比較的良性のアテローム性動脈硬化病変を疾患の原因とするものと実際に区別する特徴です」と、コロンビア大学バゲロス内科医および外科医の病理学および細胞生物学の教授であるIra Tabas博士は述べています。ライブサイエンスに語った。プトレシンは体のハウスキーピングチームの1人のメンバーにすぎませんが、細胞の浄化におけるその役割を理解することで、いつの日か医師がアテローム性動脈硬化症や自己免疫疾患や癌などの他の多くの病気の治療に役立つ可能性があるとタバス氏は付け加えました。
「マクロファージが複数の死んだ細胞をそれぞれ食べる能力は、これらの問題を回避するために非常に重要です」と彼は言った。推定で数十億個とは言わないまでも数十億個もの細胞が毎日私たちの体内で死んでいるため、死体のクリーンアップは私たちの日常の健康の非常に重要な要素となっています。 「この研究の基礎は、最初の死んだ細胞を食べた後に何が起こるかを理解することでした」とタバス氏は述べた。
死体のビュッフェ
新しい研究を説明する声明によると、死んだ細胞を体から取り除くプロセスはefferocytosisと呼ばれ、ラテン語の「墓に運ぶ」という言葉から派生した用語です。マクロファージは、細胞の死体を飲み込み、消化するのに優れています。他の細胞は、必要に応じて死にかけている組織や病変組織を取り除くのに役立ちますが、マクロファージは、細胞の破片を食い尽くして生きています。
研究に関与しなかったスタンフォード大学医学部の血管外科教授であるニコラス・リーパー博士は、個々のマクロファージはしばしば、それ以上ではないにせよ、数十個の細胞を取り除く必要があると述べた。しかし、単一のマクロファージがそのような作業負荷をどのように引き受けることができるか誰も知りませんでした。 「それは常に謎だった」と彼は言った。
この謎を解明することは、アテローム性動脈硬化症の人々を治療するために重要である可能性があると、リーパー氏はLive Scienceに語った。ジャーナルCirculationの2017年のレビューによると、エフェロサイトーシスは罹患した動脈で欠陥が生じ、マウンティングプラークが不安定で漏れやすい状態になることを示す証拠があります。プラークが破裂すると、構造内部に隔離されたタンパク質が破裂し、血小板の軍隊に合図してその場所に集まります。血小板は破裂を凝固を必要とする創傷として認識しますが、実際には血小板自体が動脈を詰まらせ、脳卒中、心臓発作、または突然の心停止を引き起こします、とタバス氏は述べた。
「それは私たちを行う血小板の栓です」とタバスは述べた。エフェロサイトーシスを正常なレベルに戻すと、理論的には組織の死とプラークの破裂を防ぐことができますが、科学者はまず、完全に機能するマクロファージが非常に多くの細胞を消費する方法を理解する必要があります。
それでタバスと彼の同僚は、死んだ細胞のビュッフェで完全な人間のマクロファージのためのディナーパーティーをアレンジしました。
食事をつかむために、マクロファージはRac1と呼ばれるタンパク質を使用して、細胞体から伸びる細いフィラメントを構築します。フィラメントは細胞の死体に引っ掛かり、それらをマクロファージに巻き戻し、そこで死んだ細胞はその構成要素に分解されます。このスナックを消費している間、マクロファージは独自のRac1タンパク質の一部も消化します。残りのRac1は、マクロファージが別の食事を取る前に活性化されなければならない、とチームは発見した-しかし、最初に、細胞は食欲を刺激するために何かを必要とします。
結局のところ、マクロファージによって食べ尽くされた最初の食事は、細胞がますます食べるように拍車をかけるのに役立ちます。死んだ細胞内のタンパク質は、アルギニンと呼ばれるものを含む個々のアミノ酸に分解されます。酵素はアルギニンを取り込み、それをオルニチンと呼ばれる分子に変換してから、その生成物を別の酵素に渡します。オルニチンはputrescineに変わり、それが連鎖反応を引き起こして、残りのRac1を駆動してオーバードライブに切り替え、以前より効率的にフィラメントを構築します。増加するRac1により、マクロファージはより多くの食物を摂ることができます。
空腹のマクロファージの利用
チームは、ヒトとマウスの両方のマクロファージでプトレシンの生成をブロックしようとしたところ、細胞が1度に複数の食事を消費できなくなったことがわかりました。研究者たちは、プトレシンの低レベルがどのようにアテローム性動脈硬化の一因となるのか疑問に思いました。病気のマウスモデルで、チームは、進行した症状を持つ動物がプトレシン生産ラインの重要な構成要素、アルギニンをオルニチンに変換する酵素、アルギナーゼ-1を欠いていることを発見しました。
動物を治療する試みにおいて、チームは低用量のプトレシンを動物の飲料水に直接加えました。 （溶解して低用量で送達すると、超臭い化合物はもはや悪臭を放つことはありません。）治療後、マウスのマクロファージはより効率的に細胞を消費するように見え、動物のプラークが収縮し始めました。
マウスのドットを人間に接続するために、チームはまた、早期および進行したアテローム性動脈硬化症の人々からマクロファージをサンプリングし、同様のパターンに注目しました。プトレシンの形成がマウスと人間で非常に似た働きをすることを考えると、理論的には、その形成を操作する治療はアテローム性動脈硬化症を治療することができます。
「治療としてプトレシンを使用するつもりはない」とタバス氏は言う。高用量では、プトレシンは人や動物に毒性があり、胃腸障害を引き起こす可能性があると彼は言った。タバス氏によると、主なポイントは、正常に展開すると、赤血球増加症が人間の健康を維持し、病気を予防するのに役立つということです。
NYU Langone Healthの内分泌学、糖尿病および代謝部門の責任者であるIra Goldberg博士は、「細胞の変換を促進して、損傷した動脈のより多くのererocytosisおよび修復を引き起こす可能性がある」と語った可能性があります。メールでの科学。 「より重要なことは、このプロセスは、細胞死が起こる他の状況で起こるプロセスと同様である可能性が高い」と新しい研究に関与しなかったゴールドバーグは言った。
たとえば、研究では、ループスなどの自己免疫疾患では、アフェロサイトーシスがうまくいかず、死んだ細胞がリンパ節に蓄積して免疫細胞の機能を破壊することが示唆されています。がん細胞は、いわゆる「私を食べない」という信号を送信することで、マクロファージに食べられないようにします。そのため、腫瘍部位での赤血球増加の増強は、がん治療の標的型として役立ちます。しかし現時点では、赤血球増加症への洞察が心臓病の治療における「大きな進歩」を示す可能性があるとリーパー氏は述べた。
「心血管疾患に関連する経路の重要性は誇張することはできません...基本的に西洋のすべての成人はある種のアテローム性動脈硬化症を持っています」とリーパーは述べました。ペストは思春期と同じくらい早く発症し始める可能性があると彼は言った。リーパー自身は最近、アテローム性動脈硬化症のマウスでマクロファージが死にかけている細胞を認識して食べるのを助ける薬を開発しました。科学者がefferocytosisに関連するさまざまな化学反応を明らかにし続けると、薬剤開発者はさまざまな治療法を通じてプロセスを促進することを学ぶことができます。
リーパー氏は、一連の研究はいつか「世界でトップのキラー」のいくつかに対処するための治療につながる可能性があると語った。
