中国科学技術大学(USTC)の劉強教授のチームが細胞代謝ジャーナルに発表した研究論文では、グルタミン酸tRNA断片が脳の老化とアルツハイマー病に重要な役割を果たすことが明らかになった。
この研究では、加齢に伴う小さな転移RNAであるGlu-5'tsRNA-CTCの蓄積が明らかになった。 (tsRNA) 由来の RNA は、グルタミン作動性ニューロンのミトコンドリアにある核コード化 tRNAGlu から生成されます。この異常な蓄積により、ミトコンドリアのタンパク質翻訳とクリステ構造が乱れ、最終的には脳の老化とアルツハイマー病の病理学的プロセスが加速します。
脳の老化は、認知機能の低下につながる避けられない自然のプロセスです。神経変性疾患であるアルツハイマー病は、高齢者の認知症の最も一般的な原因であり、認知障害が顕著な特徴です。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わかっています。
ミトコンドリア Glu-5'tsRNA-CTC は、mt-tRNALeu とロイシル tRNA 合成酵素 2 (LARS2) 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でコード化されたタンパク質の翻訳を阻害します。ミトコンドリア翻訳の欠陥はクリステ構造を破壊し、グルタミナーゼ (GLS) 依存性グルタミン生成の障害とシナプスグルタミン酸レベルの低下につながります。さらに、Glu-5'tsRNA-CTC レベルの低下は、ミトコンドリアクリステ、グルタミン代謝、シナプス構造、および記憶における加齢に伴う欠陥から老化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 フラグメントの調節メカニズムの概略図。 LIU Qiang ら
Liu 氏と彼のチームは、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、認知機能の低下を遅らせるための新しいアプローチを提案しました。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、それを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大幅に軽減されました。
この研究では、正常なミトコンドリアクリステの超微細構造がグルタミン酸レベルを維持する生理学的役割を解明したほか、脳の老化および加齢に伴う記憶力の低下におけるトランスファーRNAの病理学的役割も特定しました。