パーキンソン病における環境暴露のバイオマーカーが発見される

ノースウェスタン・メディシンの研究チームは、パーキンソン病患者の血液中に新たなDNAメチル化パターンを発見した、と学術誌「Annals of Neurology」に発表した。

ケン・アンド・ルース・デイビー神経学科運動障害部門助教授のパウリナ・ゴンザレス・ラタピ医学博士（理学修士）が主導したこの研究は、患者の疾患リスクを特定するためのバイオマーカーおよび診断ツールとして DNA メチル化を使用する可能性を実証しています。

パーキンソン病は、脳の特定の領域がドーパミンを産生し、最終的に運動を制御する能力を失うことで発症します。マイケル・J・フォックス・パーキンソン病研究財団によると、世界中で600万人以上がパーキンソン病に罹患しています。

パーキンソン病の既知の遺伝的原因に加え、最近の研究では環境要因も発症リスクを高める可能性が示唆されています。しかし、環境要因と遺伝子変異が発症リスクに及ぼす影響については、まだ十分に解明されていません。

現在の研究で、研究者らはパーキンソン病患者196人とパーキンソン病進行マーカーイニシアチブ（PPMI）研究に参加した健康な参加者86人の血液サンプルからDNAメチル化プロファイルを調べた。

「DNAのメチル化は、ある意味では、過去の環境曝露の記憶として機能し、最終的には細胞や体内のメチル化シグネチャーを変化させます」とゴンザレス・ラタピ氏は述べた。

研究者らはまず、ゲノムワイドのメチル化データを解析し、3年間の研究期間中における参加者の全血サンプル（赤血球、白血球、血小板）のメチル化変化を特定した。次に、このデータをRNAシーケンシングによって得られた遺伝子発現データと統合した。様々な手法を用いて、パーキンソン病患者と健常者を比較したところ、メチル化パターンが異なる75個の遺伝子発現差を発見した。

ベースラインにおけるDMR（差次的メチル化領域）のパスウェイエンリッチメント。円の大きさは各パスウェイに属する遺伝子の数を表す（円が大きいほど遺伝子数が多い）。出典：Annals of Neurology (2024). DOI: 10.1002/ana.26923

具体的には、CYP2E1遺伝子において、ベースラインから3年間の研究期間を通して、DNAメチル化に一貫した差異が認められました。ゴンザレス＝ラタピ氏によると、CYP2E1タンパク質は、農薬などの基質を代謝することが知られており、農薬への曝露はパーキンソン病の発症と以前から関連付けられてきました。

「これはパーキンソン病で起こる複雑な相互作用を解明するための重要な一歩であり、早期診断と病状の進行の可能性のあるバイオマーカーを特定する道を開く可能性がある」とゴンザレス・ラタピ氏は述べた。

「血液中のDNAメチル化と遺伝子発現パターンを特徴づけることは、パーキンソン病の発症における環境要因と遺伝要因の複雑な相互作用を理解するのに役立つ可能性がある」と、この研究の筆頭著者で、アーロン・モンゴメリー・ワード教授および神経学科ケン・アンド・ルース・デイビー教授のディミトリ・クレイン医学博士は述べた。

「より広い視点から見ると、このような患者ベースの研究は、生物学的レンズを通してパーキンソン病患者を分類するのに役立ち、最終的には、この病気のさまざまなサブタイプの患者に対するより正確な治療法の開発を促進することになるだろう。」

ゴンザレス＝ラタピ氏によると、今後、研究チームはパーキンソン病の前駆期にある患者、つまりパーキンソン病を発症するリスクはあるものの、まだ症状が現れていない患者のDNAメチル化データを研究する予定だという。また、農薬への曝露などの環境曝露が、患者のメチル化変化に長期にわたってどのように影響するかについても研究したいと付け加えた。