新たな研究でグルタミンが網膜の健康に重要であることが示される

網膜は、光受容体の活動により、身体に高いエネルギーを要求します。

これらの特殊な細胞は光を受け取り、視覚情報を脳に伝える役割を担っています。

多くの網膜疾患では、光受容体の死が視力喪失の原因となっており、生存率を高める効果的な治療法は存在しません。

eLifeに掲載された論文で、ミシガン大学の研究者らは光受容体のグルタミン依存性について研究しました。研究結果は、これらの細胞におけるアミノ酸バランスの維持が光受容体の健康にとって重要であることを示唆しています。

光受容体はエネルギーを必要とするため、代謝の小さな変化に対して脆弱です。これまでの研究では、これらの細胞の主な燃料源としてグルコースに焦点が当てられてきました。

光受容体のブドウ糖依存性を利用する治療法が現在、網膜変性症の患者を対象に臨床試験でテストされている。

「光受容体は体内で最も代謝を必要とする細胞の一つです。そのため、光受容体が生存のためにグルコース以外のエネルギー源に依存しているのではないかと考えました」と、眼科学および視覚科学の准教授であるトーマス・ウーベン医学博士は述べています。「グルタミンは血液中に最も多く含まれるアミノ酸であるため、これに着目しました。」

グルタミンはいくつかの経路に関与しており、細胞がグルタミン酸やアスパラギン酸などの他のアミノ酸、タンパク質、DNAを合成するのを助けます。

グルタミンの視覚における役割を確認するため、研究者らはグルタミンをグルタミン酸に分解する酵素グルタミナーゼを欠損したマウスを用いた。研究者らは、これらのマウスの網膜の厚さを測定し、対照群と比較した。グルタミナーゼを欠損したマウスでは、網膜の厚さが急速に減少し、光受容体の数と機能が低下していた。

グルタミンは様々な細胞プロセスに関与しています。グルタミンが光受容体の生存になぜ重要なのかを理解するために、研究チームは対照マウスとグルタミナーゼを欠損したマウスの様々な分子のレベルを測定しました。

酵素を欠損したマウスでは、グルタミン酸とアスパラギン酸のレベルが低下していました。これらのアミノ酸は、細胞が光受容体の機能に必要なタンパク質を合成するのを助けます。

研究者らはまた、アミノ酸レベルの低下が統合ストレス反応を活性化することを発見した。この反応は、長期間活性化し続けると細胞死を引き起こすことが知られている。ストレス反応を抑制すると、網膜の厚さが増加することが観察された。

「私たちは現在、どの経路がグルタミンに依存しているか、そしてそれが薬剤やサプリメントで『活性化』できるかどうかを理解することに注力しています」とウッベン氏は語った。

ヒトの網膜疾患モデルでは、グルタミンをグルタミン酸に変換する経路が破壊されています。

「代謝を回復させることで、視力低下や失明を防ぐことができるかもしれません。」