肺の炎症が認知障害につながる [医学一般の話題]
最近の研究では、末梢炎症と中枢炎症の間のクロストークが脳機能障害と神経変性につながる可能性を示す証拠が増えている(1.2.)。本研究において、SiO2(シリカ)粒子の気管内単回投与によって誘発された、肺珪肺症のマウスモデルにおける肺の炎症と記憶の間のクロストークを調査した結果、海馬の炎症、シナプスの損傷、および記憶障害を引き起こすことが確認された。
2.5 mgシリカ/kgを気管内へ単回投与して珪肺症を作成し、シリカ投与から24時間後および15日後に行動測定を実施。肺および海馬の炎症は、組織学的分析および炎症誘発性サイトカインの測定によって評価。海馬シナプス損傷、アミロイドβ(Aβ)ペプチド含量、および海馬インスリンシグナル伝達の代理であるAktのリン酸化を、ウエスタンブロッティングおよびELISAにより測定。記憶は、オープンフィールドおよび物体認識テストを使用して評価。
シリカの投与によって、肺胞虚脱、多形核(PMN)細胞による肺浸潤、および肺炎症誘発性サイトカインが増加。肺の炎症に続いて、海馬の炎症誘発性サイトカインのアップレギュレーション、シナプス損傷、Aβペプチドの蓄積、およびマウスの記憶障害が引き起こされた。
末梢炎症と中枢炎症間のクロストークの例として、慢性腎臓病が認知障害、せん妄、脳症、および認知症と関連し(3.4.)、2型糖尿病と肥満は認知症(5.6.)および大うつ病性障害の危険因子(7.)となっている。
腸内細菌叢も脳と末梢のクロストークに関与しており(8.)、消化管内の微生物アミロイドへの曝露が腸と脳でのα-シヌクレイン凝集を加速してミクログリオーシスとアストログリオーシスの増強につながる可能性がある。細菌性アミロイドが脳の炎症とシヌクレイノパチーにおけるα-シヌクレイン凝集を開始するトリガーとして機能する可能性がある
ウイルス感染や細菌感染を含む急性末梢炎症状態が脳の炎症や機能障害を引き起こし、認知機能低下や神経精神障害を引き起こす可能性がある(9.)。
また最近では、COVID-19の病因ウイルスである、SARS-CoV-2によって誘発される全身性炎症が脳トール様受容体(TLR)を活性化し、脳腫瘍壊死因子α(TNF-α)およびインターロイキン-6(IL-6)シグナル伝達をアップレギュレートすることでシナプス損傷を引き起こし、COVID-19患者の抑うつ症状および認知症状を引き起こすことが示唆されている。(10.)
複数の証拠から、急性および慢性の両方の低悪性度の末梢炎症が脳の炎症を引き起こし、脳機能障害を徐々に引き起こすことが認知機能低下と認知症発症の根底にある可能性がある。
出典文献
Lung inflammation induced by silica particles triggers hippocampal inflammation, synapse damage and memory impairment in mice
Patrick R. Suman, Lisiane S. Souza, Grasielle C. et.al.
Journal of Neuroinflammation volume 19, Article number: 303 (2022)
1.
Ferreira ST, Clarke JR, Bomfim TR, De Felice FG. Inflammation, defective insulin signaling, and neuronal dysfunction in Alzheimer’s disease. Alzheimers Dement. 2014;10(1 Suppl):S76-83.
2.
Lyra ESNM, Goncalves RA, Pascoal TA, Lima-Filho RAS, Resende EPF, Vieira ELM, et al. Pro-inflammatory interleukin-6 signaling links cognitive impairments and peripheral metabolic alterations in Alzheimer’s disease. Transl Psychiatry. 2021;11(1):251.
3.
Lu R, Kiernan MC, Murray A, Rosner MH, Ronco C. Kidney–brain crosstalk in the acute and chronic setting. Nat Rev Nephrol. 2015;11(12):707–19.
4.
Kurella Tamura M, Yaffe K. Dementia and cognitive impairment in ESRD: diagnostic and therapeutic strategies. Kidney Int. 2011;79(1):14–22.
5.
Bobbo VC, Engel DF, Jara CP, Mendes NF, Haddad-Tovolli R, Prado TP, et al. Interleukin-6 actions in the hypothalamus protects against obesity and is involved in the regulation of neurogenesis. J Neuroinflammation. 2021;18(1):192.
6.
De Felice FG, Goncalves RA, Ferreira ST. Impaired insulin signalling and allostatic load in Alzheimer disease. Nat Rev Neurosci. 2022;23(4):215–30.
7.
Watson KT, Simard JF, Henderson VW, Nutkiewicz L, Lamers F, Nasca C, et al. Incident major depressive disorder predicted by three measures of insulin resistance: a Dutch cohort study. Am J Psychiatry. 2021;178(10):914–20.
8.
Friedland RP. Mechanisms of molecular mimicry involving the microbiota in neurodegeneration. J Alzheimer’s Dis. 2015;45(2):349–62.
9.
Chen SG, Stribinskis V, Rane MJ, Demuth DR, Gozal E, Roberts AM, et al. Exposure to the functional bacterial amyloid protein curli enhances alpha-synuclein aggregation in aged Fischer 344 rats and Caenorhabditis elegans. Sci Rep. 2016;6:34477.
10.
Lyra ESNM, Barros-Aragao FGQ, De Felice FG, Ferreira ST. Inflammation at the crossroads of COVID-19, cognitive deficits and depression. Neuropharmacology. 2022;209: 109023.
2.5 mgシリカ/kgを気管内へ単回投与して珪肺症を作成し、シリカ投与から24時間後および15日後に行動測定を実施。肺および海馬の炎症は、組織学的分析および炎症誘発性サイトカインの測定によって評価。海馬シナプス損傷、アミロイドβ(Aβ)ペプチド含量、および海馬インスリンシグナル伝達の代理であるAktのリン酸化を、ウエスタンブロッティングおよびELISAにより測定。記憶は、オープンフィールドおよび物体認識テストを使用して評価。
シリカの投与によって、肺胞虚脱、多形核(PMN)細胞による肺浸潤、および肺炎症誘発性サイトカインが増加。肺の炎症に続いて、海馬の炎症誘発性サイトカインのアップレギュレーション、シナプス損傷、Aβペプチドの蓄積、およびマウスの記憶障害が引き起こされた。
末梢炎症と中枢炎症間のクロストークの例として、慢性腎臓病が認知障害、せん妄、脳症、および認知症と関連し(3.4.)、2型糖尿病と肥満は認知症(5.6.)および大うつ病性障害の危険因子(7.)となっている。
腸内細菌叢も脳と末梢のクロストークに関与しており(8.)、消化管内の微生物アミロイドへの曝露が腸と脳でのα-シヌクレイン凝集を加速してミクログリオーシスとアストログリオーシスの増強につながる可能性がある。細菌性アミロイドが脳の炎症とシヌクレイノパチーにおけるα-シヌクレイン凝集を開始するトリガーとして機能する可能性がある
ウイルス感染や細菌感染を含む急性末梢炎症状態が脳の炎症や機能障害を引き起こし、認知機能低下や神経精神障害を引き起こす可能性がある(9.)。
また最近では、COVID-19の病因ウイルスである、SARS-CoV-2によって誘発される全身性炎症が脳トール様受容体(TLR)を活性化し、脳腫瘍壊死因子α(TNF-α)およびインターロイキン-6(IL-6)シグナル伝達をアップレギュレートすることでシナプス損傷を引き起こし、COVID-19患者の抑うつ症状および認知症状を引き起こすことが示唆されている。(10.)
複数の証拠から、急性および慢性の両方の低悪性度の末梢炎症が脳の炎症を引き起こし、脳機能障害を徐々に引き起こすことが認知機能低下と認知症発症の根底にある可能性がある。
出典文献
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Patrick R. Suman, Lisiane S. Souza, Grasielle C. et.al.
Journal of Neuroinflammation volume 19, Article number: 303 (2022)
1.
Ferreira ST, Clarke JR, Bomfim TR, De Felice FG. Inflammation, defective insulin signaling, and neuronal dysfunction in Alzheimer’s disease. Alzheimers Dement. 2014;10(1 Suppl):S76-83.
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Lyra ESNM, Goncalves RA, Pascoal TA, Lima-Filho RAS, Resende EPF, Vieira ELM, et al. Pro-inflammatory interleukin-6 signaling links cognitive impairments and peripheral metabolic alterations in Alzheimer’s disease. Transl Psychiatry. 2021;11(1):251.
3.
Lu R, Kiernan MC, Murray A, Rosner MH, Ronco C. Kidney–brain crosstalk in the acute and chronic setting. Nat Rev Nephrol. 2015;11(12):707–19.
4.
Kurella Tamura M, Yaffe K. Dementia and cognitive impairment in ESRD: diagnostic and therapeutic strategies. Kidney Int. 2011;79(1):14–22.
5.
Bobbo VC, Engel DF, Jara CP, Mendes NF, Haddad-Tovolli R, Prado TP, et al. Interleukin-6 actions in the hypothalamus protects against obesity and is involved in the regulation of neurogenesis. J Neuroinflammation. 2021;18(1):192.
6.
De Felice FG, Goncalves RA, Ferreira ST. Impaired insulin signalling and allostatic load in Alzheimer disease. Nat Rev Neurosci. 2022;23(4):215–30.
7.
Watson KT, Simard JF, Henderson VW, Nutkiewicz L, Lamers F, Nasca C, et al. Incident major depressive disorder predicted by three measures of insulin resistance: a Dutch cohort study. Am J Psychiatry. 2021;178(10):914–20.
8.
Friedland RP. Mechanisms of molecular mimicry involving the microbiota in neurodegeneration. J Alzheimer’s Dis. 2015;45(2):349–62.
9.
Chen SG, Stribinskis V, Rane MJ, Demuth DR, Gozal E, Roberts AM, et al. Exposure to the functional bacterial amyloid protein curli enhances alpha-synuclein aggregation in aged Fischer 344 rats and Caenorhabditis elegans. Sci Rep. 2016;6:34477.
10.
Lyra ESNM, Barros-Aragao FGQ, De Felice FG, Ferreira ST. Inflammation at the crossroads of COVID-19, cognitive deficits and depression. Neuropharmacology. 2022;209: 109023.
2022-12-19 10:44
