脳の老化とアルツハイマー病におけるグルタミン酸tRNA断片の重要な役割が明らかになった。
最後に見直したもの： 02.07.2025
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中国科学技術大学（USTC）の劉強教授のチームがCell Metabolism誌に発表した研究論文は、脳の老化とアルツハイマー病におけるグルタミン酸tRNA断片の重要な役割を明らかにしている。
本研究では、グルタミン神経細胞のミトコンドリアにおいて、核コード化tRNAGluから形成される転移RNA（tsRNA）由来の低分子RNAであるGlu-5'tsRNA-CTCが加齢に伴い蓄積することが明らかになった。この異常な蓄積はミトコンドリアにおけるタンパク質翻訳とクリステ構造を阻害し、最終的には脳老化やアルツハイマー病の病理学的プロセスを加速させる。
脳の老化は避けられない自然現象であり、認知機能の低下につながります。神経変性疾患であるアルツハイマー病は、高齢者における認知症の最も一般的な原因であり、認知機能障害が顕著な特徴となります。ミトコンドリアは細胞にエネルギーを供給します。研究により、ミトコンドリアの機能不全は脳の老化とアルツハイマー病に密接に関連していることが示されています。
ミトコンドリアGlu-5'tsRNA-CTCは、mt-tRNALeuのロイシルtRNA合成酵素2（LARS2）への結合を阻害し、mt-tRNALeuのアミノアシル化とミトコンドリアにコードされたタンパク質の翻訳を阻害します。ミトコンドリアの翻訳障害はクリステ構造を破壊し、グルタミナーゼ依存性グルタミン（GLS）の形成を阻害し、シナプスグルタミン酸濃度を低下させます。さらに、Glu-5'tsRNA-CTC濃度の低下は、ミトコンドリアクリステ、グルタミン代謝、シナプス構造、そして記憶における加齢に伴う障害から脳を保護する可能性があります。
脳の老化とアルツハイマー病におけるtRNA断片の制御機構の模式図。LIU Qiang 他
劉氏と彼の研究チームは、グルタミン酸tRNA断片が脳の老化とアルツハイマー病において重要な役割を果たすことを明らかにしました。これにより、認知機能の低下を遅らせる新たなアプローチが示唆されました。研究者らは、これらのtRNA断片を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチドを開発し、老齢マウスの脳に注入しました。この介入により、老齢マウスの学習および記憶障害が著しく改善されました。
この研究では、グルタミン酸レベルの維持における正常なミトコンドリアクリステの超微細構造の生理学的役割を解明するとともに、脳の老化と加齢に伴う記憶力の低下における tRNA の病理学的役割も特定しました。