特定の脳細胞を活性化するとマウスの寿命が延びることを発見

「私たちは、脳の重要な部分を操作することによって、マウスの老化を遅らせ、健康な寿命を延ばす方法を示しました。このような方法で寿命を延ばす効果を哺乳類で示したことは、分野にとって重要な貢献です。寿命をこのように延ばす作業は過去に、ワームやフルーツフライなど、より単純な生物で行われてきました。」と、ワシントン大学の発展生物学部門の教授であり、セオドア・アンド・ベルサ・ブライアン環境医学名誉教授のシンイチロウ・イマイ博士（Shin-ichiro Imai, MD, PhD）は述べています。

これらの特定のニューロンは、脳の一部である背内側視床下部に位置し、重要なタンパク質Ppp1r17を生産します。このタンパク質が核内に存在するとき、ニューロンは活性化し、体の戦闘または逃走反応を支配する交感神経系を刺激します。

戦闘または逃走反応は、心拍数の増加や消化の遅延を含む体全体に広範な影響を及ぼすことでよく知られています。この反応の一環として、研究者らは視床下部のニューロンが一連のイベントを引き起こし、皮膚の下や腹部に蓄えられている白色脂肪組織を支配するニューロンをトリガーすることを発見しました。

活性化された脂肪組織は、身体活動を燃料とすることができる脂肪酸を血流に放出します。また、活性化された脂肪組織は、脳がその機能のための燃料を生産することを可能にする別の重要なタンパク質、酵素であるeNAMPTを放出します。

このフィードバックループは、体と脳に燃料を供給するために重要ですが、時間とともに遅くなります。年齢と共に、研究者らはタンパク質Ppp1r17がニューロンの核から離れる傾向があることを発見し、その結果、視床下部のニューロンは弱いシグナルを送るようになります。使用されなくなると、白色脂肪組織全体にわたる神経系の配線は徐々に後退し、かつては密接に結びついていた神経のネットワークが希薄になります。脂肪組織は、脂肪酸とeNAMPTを放出するシグナルをこれまでほど多く受け取らなくなり、これにより脂肪の蓄積、体重増加、そして脳および他の組織を燃料とするためのエネルギーが減少します。

研究者らは、視床下部のニューロンの核内にPpp1r17を保持するために遺伝的方法を古いマウスで使用したとき、マウスはより身体的に活動的であり、車輪を回す運動も増加し、対照マウスよりも長生きしたことを発見しました。また、老齢のマウスの視床下部にあるこれらの特定のニューロンを直接活性化する技術を使用し、同様の抗老化効果を観察しました。

典型的な実験室マウスの寿命の上限は約900から1000日、つまり約2.5年です。この研究では、通常の老化プロセスを経たすべての対照マウスが1000日齢で死亡しました。脳と脂肪組織のフィードバックループを維持する介入を受けたマウスは、対照マウスよりも60〜70日長生きしました。これは寿命の約7％の増加に相当します。人間での75年の寿命に換算すると、これは約5年の増加に相当します。介入を受けたマウスはまた、後の年齢でより活動的であり、より若々しい外見 — より厚くて光沢のあるコートを持つ — を示し、より良い健康で長い時間を過ごすことを示唆しています。

イマイ博士と彼のチームは、視床下部と脂肪組織の間のフィードバックループを維持する方法をさらに調査し続けています。彼らが研究している一つの方法には、脂肪組織が脳に戻って視床下部を燃料とする酵素であるeNAMPTを補給することが含まれます。脂肪組織から血流に放出されるとき、この酵素は細胞外小胞（EV）と呼ばれるコンパートメント内にパッケージされ、血液から収集および分離することができます。

「私たちは、さまざまな方法でeNAMPTを提供することによる可能性のある抗老化療法を想像することができます。私たちはすでに、細胞外小胞におけるeNAMPTの管理が視床下部の細胞エネルギーレベルを増加させ、マウスの寿命を延ばすことを示しています。脳と体の脂肪組織の間のこの中心的なフィードバックループを維持する方法を調査し続けることを楽しみにしています。これにより、健康と寿命を延ばすことを期待しています。」とイマイ博士は述べています。

[News release] [Cell Metabolism article]