老化ニューロンの分子ストレスと神経変性疾患の感受性(Molecular Stress in Old Neurons Increases Susceptibility to Neurodegenerative Diseases, Study Finds)

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2025-06-02 カリフォルニア大学サンディエゴ校

老化ニューロンの分子ストレスと神経変性疾患の感受性(Molecular Stress in Old Neurons Increases Susceptibility to Neurodegenerative Diseases, Study Finds)
Interpretation of an aged neuron stained for stress marker G3BP1 (green) and nuclear DNA (blue). Photo credit: UC San Diego Health Sciences/Adobe Firefly.

カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)の研究チームは、老化ニューロンが分子レベルのストレスにより神経変性疾患への感受性が高まることを発見しました。皮膚細胞から直接再プログラムされた老化ニューロンは、成長停止や未翻訳RNA・タンパク質の蓄積などのストレス兆候を示し、若いニューロンに比べてストレスからの回復が遅く、RNA結合タンパク質の欠如やストレス応答タンパク質の生成不全が観察されました。特に、若いニューロンで核内に存在するTDP-43タンパク質が老化ニューロンでは核外に蓄積し、これはアルツハイマー病やALS患者のニューロンと類似しています。この研究は、神経変性疾患の予防や治療法の開発に向けた新たな手がかりとなる可能性があります。

<関連情報>

神経細胞の老化はスプライシングタンパク質の誤局在と抑制されない細胞ストレスを引き起こす Neuronal aging causes mislocalization of splicing proteins and unchecked cellular stress

Kevin Rhine,Rachel Li,Hema M. Kopalle,Katherine Rothamel,Xuezhen Ge,Elle Epstein,Orel Mizrahi,Assael A. Madrigal,Hsuan-Lin Her,Trent A. Gomberg,Anita Hermann,Joshua L. Schwartz,Amanda J. Daniels,Uri Manor,John Ravits,Robert A. J. Signer,Eric J. Bennett & Gene W. Yeo
Nature Neuroscience  Published:02 June 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41593-025-01952-z

Abstract

Aging is one of the most prominent risk factors for neurodegeneration, yet the molecular mechanisms underlying the deterioration of old neurons are mostly unknown. To efficiently study neurodegeneration in the context of aging, we transdifferentiated primary human fibroblasts from aged healthy donors directly into neurons, which retained their aging hallmarks, and we verified key findings in aged human and mouse brain tissue. Here we show that aged neurons are broadly depleted of RNA-binding proteins, especially spliceosome components. Intriguingly, splicing proteins—like the dementia- and ALS-associated protein TDP-43—mislocalize to the cytoplasm in aged neurons, which leads to widespread alternative splicing. Cytoplasmic spliceosome components are typically recruited to stress granules, but aged neurons suffer from chronic cellular stress that prevents this sequestration. We link chronic stress to the malfunctioning ubiquitylation machinery, poor HSP90α chaperone activity and the failure to respond to new stress events. Together, our data demonstrate that aging-linked deterioration of RNA biology is a key driver of poor resiliency in aged neurons.

医療・健康
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