合成致死によるアルツハイマー病の新しい発症機序 ~レトロトランスポゾンL1の再活性化が導く神経細胞死の分子メカニズム~

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2026-08-28 国立精神・神経医療研究センター

アルツハイマー病(AD)で生じる神経細胞死について、国立精神・神経医療研究センターの研究グループが新たな分子機序を明らかにした。5xFADマウスでは、成熟神経細胞が本来停止している細胞周期のS期へ移行するとともに、レトロトランスポゾンL1が再活性化し、DNA複製を阻害する「複製ストレス」が生じていた。一方、この細胞ではDNA修復因子Brca1の発現が誘導されず、DNA損傷が蓄積して神経細胞死に至ることを確認した。さらに、エストロゲン受容体/プロラクチンシグナルやSirt6の低下が、L1活性化とBrca1発現不全に関与する可能性を示した。つまり、L1再活性化によるゲノムストレスとDNA修復能力の不足が同時に起こることで「合成致死」が生じる。これがADの神経細胞死を引き起こす新たな病態機序となる可能性があり、将来的な治療標的の探索につながる成果である。

合成致死によるアルツハイマー病の新しい発症機序 ~レトロトランスポゾンL1の再活性化が導く神経細胞死の分子メカニズム~

<関連情報>

L1レトロトランスポジションとDNA修復欠損の同時発生は、S期成熟ニューロンにおいて合成致死を引き起こす Coincidence of L1 retrotransposition and DNA repair deficiency elicits synthetic lethality in S-phase mature neurons

Fumio Takahashi ∙ Takashi Yamamura ∙ Shinji Oki
iScience  Published:August 24, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2026.117335

Highlights

  • Aberrant cell cycle re-entry (CCR) is widely observed in mature neurons
  • The replication fork is the target site for L1 retrotransposition (L1-LTP) in S-phase neurons
  • The DNA repair machinery is impaired in S-phase neurons in the process of neurodegeneration
  • L1-LTP under DNA repair deficiency promotes synthetic lethality in S-phase neurons

Summary

Neurodegeneration involves the entangled processes of cell-autonomous and non-cell-autonomous neuronal cell death, which leads to a collapse in the integrity of the neural network and causes behavioral symptoms. Here, we demonstrate that aberrant cell cycle re-entry (CCR) is prominent in mature neurons and that the replication fork acts as a target site for long interspersed nuclear element-1 (L1) retrotransposition during neurodegeneration. The fatal susceptibility of S-phase neurons in 5xFAD mice is attributed to a DNA repair deficiency in response to L1-mediated replication stress. Impaired sirtuin 6 expression seems to allow stochastic L1 activation and enhanced retrotransposition. Reduced estrogen/prolactin signaling correlates well with reduced Brca1 expression that is thought to protect neurons from replication stress. Importantly, L1-mediated pathogenesis correlates well with conventional Alzheimer’s disease pathology. In summary, the combination of enhanced L1 retrotransposition and DNA repair deficiency elicited synthetic lethality in S-phase neurons, highlighting a previously unknown pathogenic mechanism of neurodegeneration.

医療・健康
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