脳室守る“糖のバリア”が老化や出血で壊れる仕組みを究明 岐阜大学

水頭症、アルツハイマー病、老化や睡眠の原因解明に期待

　岐阜大学大学院医学系研究科脳神経外科学分野の出雲剛教授らの研究グループは、脳の空間（脳室）の壁である上衣細胞を覆う「グリコカリックス」という糖でできたバリア(Gcx)が、加齢や脳の出血によって壊れてしまうことを新たに発見した。このバリアの崩壊は、糖のバリア故障の関与が考えられる水頭症、アルツハイマー病、さらには老化や睡眠などの疾患の解明や、新たな治療法を開発する上での重要なヒントになるものと期待される。　脳室上衣細胞の頂端面を覆うGcxは、糖鎖に富む構造であり、脳脊髄液（CSF）の循環や脳内老廃物の排出、脳内恒常性の維持に関与すると考えられている。脳の老廃物排出システムは、アルツハイマー病や睡眠関連疾患との関連で近年注目されているが、その詳細な構造や加齢・脳損傷による変化は十分に理解されていない。　同研究では、若年マウス、老齢マウス、脳室内出血(IVH)モデルマウスを用い、上衣Gcxの形態変化と糖鎖構成をランタン強調電子顕微鏡法および21種のレクチンを用いた二重免疫蛍光染色により包括的に解析した。若年マウスではシアル酸やガラクトース残基に富むGcxが観察されたが、老齢マウスでは顕著な菲薄化と剥離、終末シアル酸を含む糖鎖の減少が認められた。　IVH後の炎症は若年群で3日目にピークを示したが、老齢群では7日目も炎症が持続していることが確認され、加齢に伴う上衣Gcxの脆弱化が、出血後の炎症遷延や修復遅延の一因となる可能性が示唆された。　さらに、単一細胞RNA解析により、老齢上衣細胞でシアル酸付加酵素やO-型糖鎖合成酵素の発現低下、脱シアル化酵素NEU3の上昇、および加齢・炎症関連遺伝子群の誘導が確認された。これらの結果は、上衣Gcxが加齢および出血により構造的・代謝的に破綻し、脳室周囲炎症や水頭症、神経変性の進行に寄与する可能性を示唆する。同研究成果は、11月7日にFluids and Barriers of the CNS誌のオンライン版で発表された。　我々の体を構成する細胞の表面は、「グリコカリックス(Gcx)」という、糖でできた産毛のような層で覆われている。この層は、細胞と外部環境とのやり取りを調節する重要な役割を担っている。その存在自体は以前から知られていたが、非常に壊れやすい構造であるため、詳しく観察することが長らく困難であった。　近年、観察技術の進歩によりGcxを安定的に可視化できるようになり、その多様な機能が次々と明らかになるにつれて再び注目を集めている。なかでも血管内皮Gcxは、血管透過性の制御や腫瘍微小環境の形成、転移などへの関与が示され、精力的に研究が進められている。