パーキンソン病における環境曝露のバイオマーカーが発見される

ノースウェスタン メディシンの研究者チームは、パーキンソン病患者の血液中の DNA メチル化の新しいパターンを発見しました。これは、Annals of Neurology に掲載された結果です。

ケン アンド ルース デイビー神経科学部運動障害部門の助教授である Paulina Gonzalez-Latapi (MD、MS) 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示しています。

パーキンソン病は、脳の特定の領域がドーパミンを生成し、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、この病気は世界中で600万人以上の人々を悩ませています。

パーキンソン病の既知の遺伝的原因に加えて、最近の研究では、環境要因もパーキンソン病の発症リスクを高める可能性があることが示唆されています。しかし、環境要因と遺伝子変異がパーキンソン病の発症リスクに与える影響については、まだ十分に解明されていません。

今回の研究では、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ました。

「DNA 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、最終的には細胞と体内のメチル化シグネチャを変化させます」とゴンザレス ラタピ氏は述べています。

研究者らはまず、ゲノム メチル化データを分析して、3 年間の研究期間中の参加者の全血サンプル (赤血球、白血球、血小板で構成) のメチル化の変化を特定しました。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ました。研究チームはさまざまなアプローチを用いて、パーキンソン病患者と健常者を比較し、メチル化パターンが異なる 75 個の遺伝子の発現差を発見しました。

ベースラインでのメチル化差領域 (DMR) 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します (円が大きいほど遺伝子の数が多くなります)。出典: Annals of Neurology (2024)。DOI: 10.1002/ana.26923

特に、CYP2E1 遺伝子の DNA メチル化の持続的な違いが、研究開始時から 3 年間の研究期間を通じて観察されました。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、農薬への曝露はこれまでパーキンソン病の発症と関連づけられてきた。

「これは、パーキンソン病で起こる複雑な相互作用を明らかにするための重要な一歩であり、早期診断と進行の潜在的な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のパターンを特徴付けることは、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、アーロン・モンゴメリー・ワード教授で、ケン・アンド・ルース・デイビー神経科学部長であり、この研究の主任著者であるディミトリ・クレイン医学博士は述べた。

「より広い観点から見ると、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、最終的にはパーキンソン病の発症を促進するだろう」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」

ゴンザレス ラタピ氏は、今後、同氏のチームはパーキンソン病の前駆期にある患者、つまり病気を発症するリスクはあるがまだ症状が出ていない患者の DNA メチル化データを研究する予定だと述べた。また、農薬への曝露などの環境曝露が、時間の経過とともに患者のメチル化変化にどのような影響を与えるか研究したいと同氏は付け加えた。