脳を守る「バリア機能」は、なぜ年を取ると弱くなるのか?―脳の微小血管でα-シヌクレインが減ると、バリア機能が弱まることを発見―

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2026-11-09 東京大学

大阪大学、藤田医科大学、東京大学などの研究グループは、脳の微小血管を構成する内皮細胞に存在するα-シヌクレインが、血液脳関門(BBB)のバリア機能を維持する重要な役割を担っていることを明らかにした。α-シヌクレインは、異常蓄積がパーキンソン病に関係するタンパク質として知られているが、本研究では血管内での不足が逆に有害となることを発見した。ヒト細胞とマウスを用いた実験により、α-シヌクレインが減少するとBACE1が増加し、血管内皮細胞間の結合を担うタイトジャンクション関連タンパク質が減少して、血液中の物質が脳組織へ漏れやすくなることを確認した。一方、BACE1も同時に抑制すると、細胞間結合とバリア機能が回復した。さらに、マルチオミクス解析から、一酸化窒素(NO)シグナルの低下がこの変化に関与する可能性を示した。高齢マウスでも同様の現象が確認されており、加齢による血液脳関門の機能低下の分子機構を解明する成果である。パーキンソン病や認知症などの神経疾患に対する新たな治療法の開発につながることが期待される。


図1 概要図

<関連情報>

脳微小血管内皮におけるα-シヌクレインの老化に伴う喪失は、タイトジャンクションを損ない、血液脳関門の完全性を破壊する Senescence-Associated Loss of α-Synuclein in Brain Microvascular Endothelium Compromises Tight Junctions and Disrupts Blood–Brain Barrier Integrity

Ziwei Wang, Yoichi Takami, Cheng Wang, Yoshitaka Kase, Hiroshi Koriyama, Jittoku Ihara, Yu Guo, Weidong Liu, Nanxiang Yin, Lisha Yi, Daisuke Nawa, Hikari Takeshita, Shuko Takeda, …
Aging Cell  Published: 09 November 2026
DOI:https://doi.org/10.1111/acel.70770

Abstract

Blood–brain barrier (BBB) dysfunction is an early feature of brain aging, but the endothelial mechanisms preserving barrier resilience remain unclear. Although we have reported α-synuclein (SNCA) supports vascular endothelial homeostasis, its role in the brain microvascular endothelium is unknown. Because SNCA loss suppresses eNOS/NO signaling and promotes endothelial β-site amyloid precursor protein cleaving enzyme 1 (BACE1) induction, we investigated whether senescence-associated SNCA decline drives BACE1-dependent BBB injury. Replicative senescence in human brain microvascular endothelial cells (HBMECs) reduced SNCA expression. siRNA-mediated SNCA depletion induced a senescence-like state with increased β-galactosidase activity, CDKN2A/p16 and TP53/p53 induction, and decreased SIRT1, eNOS, and glypican-1. SNCA-deficient HBMECs showed impaired proliferation and migration, loss of occludin and ZO-1, increased permeability, and elevated BACE1 expression and activity; BACE1 co-silencing restored junctional proteins and normalized permeability. Transcriptomic and proteomic profiling excluded most classical BACE1-regulatory mechanisms and instead implicated coordinated disruption of the NO–sGC–cGMP axis, consistent with the partial rescue by the NO donor SNAP. Amyloid-β42 oligomers sensitized SNCA-deficient monolayers to barrier injury at concentrations that left control monolayers unaffected. Global SNCA-knockout mice exhibited multiregional BBB leakage, reduced occludin, ZO-1, and claudin-5, and p53 immunoreactivity confined to CD31-positive microvessels. This phenotype was present in young adulthood and was reproduced in aged wild-type mice, which showed reduced SNCA in isolated brain microvessels. These findings identify senescence-associated endothelial SNCA loss as a candidate contributor to brain microvascular barrier vulnerability, describing an endothelial stress pathway in which SNCA insufficiency is associated with BACE1-dependent tight junction destabilization in the aging brain.

医療・健康
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