重さ約1300gの脳が重く感じないのは、脳と脊髄の中を流れる脳脊髄液の中に浮いているからだ。脳と頭蓋骨の間にあるこの液体バリアは、頭を打ったときに脳を保護し、脳に栄養を補給する。しかし、脳脊髄液にはもう一つ、あまり知られていないが、脳を免疫的に保護する重要な働きがある。しかし、この機能はこれまであまり研究されてこなかった。今回、ノースウェスタン大学の研究により、アルツハイマー病などの認知機能障害における脳脊髄液の役割が明らかになった。
この発見は、神経変性のプロセスに新たな手がかりを与えるものだと、研究主導者であるノースウェスタン大学ファインバーグ医学部神経学助教授のデビッド・ゲート博士は述べている。
本研究は、2022年12月13日、Cell誌に掲載された。このオープンアクセス論文は「健康な脳の老化と認知機能障害における脳脊髄液の免疫調節障害（Cerebrospinal Fluid Immune Dysregulation During Healthy Brain Aging and Cognitive Impairment）」と題されている。
本研究では、加齢に伴い、髄液の免疫系が制御不能になることを明らかにした。また、アルツハイマー病などの認知機能障害を持つ人では、脳脊髄液の免疫系が健康な人とは大きく異なっていることも発見された。
「我々は今、健康な老化と神経変性に伴う脳の免疫システムを垣間見ることができた。この免疫リザーバーは、脳の炎症の治療に使われたり、認知症の人の脳の炎症レベルを判断する診断薬として使われる可能性がある。」と、ゲート博士は語っている。
「我々は、健康な脳と病気の脳に存在するこの重要な免疫リザーバーを徹底的に分析した。」とゲート博士。彼のチームはデータを公開しており、その結果はオンラインでアクセスすることができる。
脳脊髄液を分析するために、ノースウェスタン大学のゲートのチームは、シングルセルRNAシーケンシングと呼ばれる高度な技術を使用した。彼らは、参加者の脊椎から脳脊髄液を採取し、その免疫細胞を分離することによって、幅広い年齢層から59の脳脊髄液免疫系をプロファイリングしたのである。
研究の第一部では、54歳から83歳の健康な人45人の脳脊髄液を調べた。第二部では、健康な人の脳脊髄液と、記憶力テストのスコアが低いという理由で認知障害のある14人の脳脊髄液を比較した。
ゲート博士の研究チームは、健康な高齢者の脳脊髄液免疫細胞の遺伝子変化を観察し、高齢になるほど細胞が活性化し、炎症を起こしているように見えることを発見した。
「高齢者では、免疫細胞が少し "怒って"いるように見える」とゲート博士。「この怒りが、これらの細胞の機能を低下させ、脳の免疫システムの調節不全をもたらすのではないかと考えている。」
認知障害のあるグループでは、炎症を起こしたT細胞が自分自身をクローン化して、あたかも無線信号を追うかのように脳脊髄液と脳に流れ込んできたとゲート博士は述べた。研究者らは、この細胞がアンテナの役割を果たす細胞受容体（CXCR6）を過剰に有していることを発見した。この受容体は、変性した脳のミクログリア細胞からの信号（CXCL16）を受け取って脳内に侵入する。
「変性する脳がこれらの細胞を活性化し、クローンを作って脳に流れ込ませているのかもしれない。そして、我々は、これらの細胞が脳の損傷に寄与しているかどうかを理解しようとしているのだ。」とゲート博士は語っている。
ゲート博士は、「将来の目標は、その電波を遮断すること、つまり脳からの電波を受信するアンテナを阻害することだ。この免疫細胞が神経変性を起こした脳に入るのを阻止したらどうなるかを知りたい。」と語った。
ゲート博士の研究室では、アルツハイマー病などの脳疾患におけるこれらの免疫細胞の役割について引き続き研究していく予定だ。また、筋萎縮性側索硬化症（ALS）（ルー・ゲーリッグ病）など、他の病気にも研究を広げていく予定だ。
