脳の「糖シールド」の変化が老化の影響を理解する鍵になるかもしれない(Changes in brain’s ‘sugar shield’ could be key to understanding effects of aging)

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2025-02-26 スタンフォード大学

スタンフォード大学の研究チームは、脳の老化や神経変性疾患に関連する新たな要因として、細胞表面の糖鎖(グリコカリックス)の変化を特定しました。この研究は、2025年2月26日に『Nature』誌に掲載されました。研究チームは、加齢に伴い血液脳関門を構成する細胞のグリコカリックスが劣化し、その結果、バリア機能が低下して有害物質が脳内に侵入しやすくなることを明らかにしました。さらに、老化したマウスにおいて、グリコカリックスの主要成分であるムチンを再導入することで、バリア機能の回復、神経炎症の軽減、認知機能の改善が確認されました。この発見は、脳の老化や関連疾患の新たな治療法開発に繋がる可能性があります。

<関連情報>

糖鎖の調節異常は老化と疾患における血液脳関門を障害する Glycocalyx dysregulation impairs blood–brain barrier in ageing and disease

Sophia M. Shi,Ryan J. Suh,D. Judy Shon,Francisco J. Garcia,Josephine K. Buff,Micaiah Atkins,Lulin Li,Nannan Lu,Bryan Sun,Jian Luo,Ning-Sum To,Tom H. Cheung,M. Windy McNerney,Myriam Heiman,Carolyn R. Bertozzi & Tony Wyss-Coray
Nature  Published:26 February 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-025-08589-9

脳の「糖シールド」の変化が老化の影響を理解する鍵になるかもしれない(Changes in brain’s ‘sugar shield’ could be key to understanding effects of aging)

Abstract

The blood–brain barrier (BBB) is highly specialized to protect the brain from harmful circulating factors in the blood and maintain brain homeostasis. The brain endothelial glycocalyx layer, a carbohydrate-rich meshwork composed primarily of proteoglycans, glycoproteins and glycolipids that coats the BBB lumen, is a key structural component of the BBB. This layer forms the first interface between the blood and brain vasculature, yet little is known about its composition and roles in supporting BBB function in homeostatic and diseased states. Here we find that the brain endothelial glycocalyx is highly dysregulated during ageing and neurodegenerative disease. We identify significant perturbation in an underexplored class of densely O-glycosylated proteins known as mucin-domain glycoproteins. We demonstrate that ageing- and disease-associated aberrations in brain endothelial mucin-domain glycoproteins lead to dysregulated BBB function and, in severe cases, brain haemorrhaging in mice. Finally, we demonstrate that we can improve BBB function and reduce neuroinflammation and cognitive deficits in aged mice by restoring core 1 mucin-type O-glycans to the brain endothelium using adeno-associated viruses. Cumulatively, our findings provide a detailed compositional and structural mapping of the ageing brain endothelial glycocalyx layer and reveal important consequences of ageing- and disease-associated glycocalyx dysregulation on BBB integrity and brain health.

医療・健康
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