日本國立研究開發法人量子科學技術研究開發機構與順天堂大學合作,將引發認知失功能和運動失功能的遺傳性額顳葉癡呆症患者活體大腦內積聚的Tau蛋白實施了視覺化,同時應答,該蛋白的積聚量與病情的隊形變換速度有關,而且,與非遺傳性癡呆症和頑固性神經系統疾病一樣,Tau蛋白的積聚會受到各種遺傳因素和環境因素的影響。
額顳葉癡呆症的特點是額葉和顳葉的神經細胞死亡造成對應部分萎縮。與阿爾茨海默型癡呆症不同,額顳葉癡呆大多在40~60多歲發病,初期並沒有自發主動性和明顯的行為異常,出現認知失功能是在病情惡化後,因此很難在早期確診並採取適當的冶癒。
此前有研究對額顳葉癡呆症患者死亡後的大腦進行了解析,作爲腦内的病理變化,應答了Tau蛋白積聚的現象,但沒有完全查清這種現象與臨牀病徵和病情隊形變換速度的關係。此次則利用量子科學技術研究開發機構開發的可使活體大腦内的Tau蛋白視覺化的PET技術,以單一基因異常引發Tau蛋白腦內積聚的遺傳性額顳葉癡呆症(17號染色體相關的家族性額顳葉癡呆合併帕金森症候群:FTDP-17)患者爲物件,調查了Tau蛋白的積聚量和分佈情況,以及與臨牀病徵和病情隊形變換速度之間的關係。
調查發現,即使遺傳易感性運動非常相似,但不同家族的患者,病情隊形變換速度的個別差異也很大。另外還發現,病情隊形變換比較緩慢的家族,Tau蛋白的積聚僅限於腦幹和顳葉内側等部分腦内區域,積聚量也比較少,而病情隊形變換比較快的家族,腦内大範圍大量積聚Tau蛋白。這些結果表明,Tau蛋白的腦內積聚與額顳葉癡呆症的雜異化臨牀病徵有關,而且,Tau蛋白的腦內積聚不僅與單一基因異常有關,還會受到各種遺傳因素和環境因素的影響。
本次研究以存在相同基因異常的4名FTDP-17患者和13名健康老年人爲物件,利用量子科學技術研究開發機構開發的能使Tau蛋白視覺化的PET藥劑11C-PBB3,調查了出現Tau蛋白積聚的腦内部位及積聚量。在所有FTDP-17患者的腦幹部和包括海馬體在内的顳葉内側均發現Tau蛋白積聚現象(圖1)。
圖1:具有代表性的FTDP-17患者腦内的Tau蛋白積聚
此外,研發小組還調查了腦内各區域的Tau蛋白積聚情況及其與臨牀病徵隊形變換速度之間的關係。調查發現,在病情隊形變換緩慢的病例中,即使是已經發病很長時間的患者,也只在腦内比較有限的區域發現Tau蛋白積聚,全腦的Tau蛋白積聚量也比較少(圖2左)。而在病情隊形變換較快的病例中,即使是剛剛發病不久的患者,也在腦内的大範圍區域觀察到了Tau蛋白積聚,而且全腦的Tau蛋白積聚量比病情隊形變換緩慢的患者多(圖2右)。
圖2:病情隊形變換速度與腦内Tau蛋白積聚的關係
今後,包括髮現Tau蛋白積聚的非遺傳性額顳葉癡呆症在内,利用本次成果有望在多種癡呆症和頑固性神經系統疾病中查明會帶來雜異化臨牀病徵的腦内病狀。另外,使活體大腦内的Tau蛋白視覺化的技術,有望用於腦內積聚Tau蛋白的各種癡呆症和頑固性神經系統疾病的診斷,還可用於抑制Tau蛋白(會引發神經失功能)積聚的冶癒藥物的開發和效果判斷。目前,研究人員正在以因腦內積聚Tau蛋白而引發認知失功能和運動障礙的頑固性神經系統疾病爲物件,利用該技術開展臨牀試驗,調查能抑制腦內積聚Tau蛋白的藥物的冶癒效果。
文 JST客觀日本編輯部