亜鉛探訪No.033
パーキンソン病と亜鉛
『亜鉛探訪033』へようこそ！
| 亜鉛が脳内の神経伝達物質にもなっていて、パーキンソン病と関係しているようです！ |
1. はじめに
| パーキンソン病（PD）は、ドーパミン作動性神経細胞の変性により運動障害を引き起こす進行性神経変性疾患です。 近年、亜鉛（Zn²⁺）の恒常性の破綻がPDの病態に関与している可能性が示唆されています。 |
2. 亜鉛の神経系における役割
| 亜鉛は、神経伝達、シナプス可塑性、神経保護など、脳内で多岐にわたる機能を持つ必須微量元素です。特に、前脳の一部のグルタミン酸作動性ニューロン、すなわち線条体に投射する皮質ニューロンは、グルタミン酸とともにシナプス伝達物質として亜鉛を使用します。 |
3. パーキンソン病における亜鉛の役割
| PD患者の脳内では、亜鉛の過剰や不足が神経細胞の機能不全や細胞死に関与することが報告されています。特に、亜鉛はグルタミン酸受容体であるNMDA受容体の調節に関与し、その過剰な活性化は神経毒性を引き起こす可能性があります。 |
4. 動物モデルにおける研究
| 動物モデルを用いた研究では、シナプス亜鉛の調節がPDの症状やドーパミン作動性神経細胞の生存に影響を与えることが示されています。これらの研究は、シナプス亜鉛がPDの病態生理において重要な役割を果たす可能性を示唆しています。 |
5. 臨床的意義と将来の展望
| 亜鉛の恒常性を維持することが、PDの予防や治療において有望な戦略となる可能性があります。しかし、亜鉛の過剰摂取や不足は神経機能に悪影響を及ぼす可能性があるため、慎重な調整が必要です。今後の研究では、亜鉛とPDの関係性をさらに解明し、適切な亜鉛補充療法の開発が期待されます。 |
参考文献
タイトル
文献
| Int J Mol Sci. 2021 Apr 29;22(9):4724. |
抄録
| 亜鉛のホメオスタシスの変化がパーキンソン病（PD）に関与していることは古くから指摘されている。 細胞内亜鉛濃度の欠乏と過剰の両方がこの疾患の病態生理に関与していることから、亜鉛は複雑な役割を果たしている。 |
| 複数の細胞機能における役割に加え、Zn2+は脳内シナプス伝達物質としても働く。 前脳では、グルタミン酸作動性ニューロンのサブセット、すなわち線条体に投射している皮質ニューロンが、グルタミン酸と並んでZn2+をメッセンジャーとして使用している。 |
| 皮質-線条体グルタミン酸作動性システムの過剰活性化は、PD症状とドーパミン作動性神経毒性の発症に寄与する重要な特徴である。 |
| ここでは、シナプス性Zn2+がPDの病態生理に関与していることを示す最近の証拠を取り上げ、その潜在的な作用機序について考察する。 |
| Zn2+のシナプス標的として最も広く研究されているグルタミン酸作動性NMDA受容体とZn2+の機能的相互作用に重点を置く。 |
マウス脳内亜鉛の染色
| 大脳皮質-辺縁系および線条体領域におけるシナプス性Zn2+染色を示すマウス脳の冠状切片の顕微鏡写真。 褐色-黒色の染色は、NeoTimm染色法で明らかにされた組織化学的に反応性のZn2+に対応する。 略号： HPC、海馬；AMG、扁桃体複合体；Cg、帯状皮質；Pir、梨状皮質；LS、外側中隔核；NAc、側坐核；ICj、カレハ島；Tu、嗅結節。 黒矢印は線条体の亜鉛陽性パッチ。 |
| 正常およびPDにおける運動機能のシナプス調節の基礎となる、提案されているメカニズムを示す模式図。 小胞体Zn2+は皮質-線条体経路のサブセットに存在し、運動行動の特定の側面の調節に寄与している。 正常な状態では、皮質-線条体グルジナー性末端からシナプス放出されたZn2+は自発的な運動行動を調節しないようである。 対照的に、Zn2+はGluN2A-NMDARの活性を低下させることにより、運動技能の学習を負に調節する。 PDの状態では、シナプスから放出されたZn2+が動員され、グルタミン酸と並んで、運動障害の発現を促進するという有害な役割を果たす。 しかし、Zn2+の有害な調節作用は、NMDAR以外の標的によって媒介される。NMDARは、DA枯渇時に起こる深遠な形態学的変化によって、Zn2+にアクセスできるようになる。 DA枯渇の文脈では、GluN2A-NMDARに対するZn2+の作用はむしろ有益であり、NMDARシグナルの異常な増加は運動学習を損なうからである。 |
