降圧薬と全身振動を併用する小規模試験で、血中のアルツハイマー病関連タンパク質が増加

フィンランドのオウル大学とオウル大学病院の研究チームは、血圧を下げる薬と全身振動を組み合わせた試験で、健康な成人の血中のアミロイドβなどのタンパク質が増加したことを捉えました。研究チームは、脳内の液体の動きにも変化が見られたことから、脳由来のタンパク質が一時的に血液へ移動した可能性を示す結果と捉えています。

健康な成人29人を対象に、血液と脳の液体の動きを測定

試験には27〜61歳の健康な成人29人が参加しました。全身振動だけを受ける条件と、血管を拡張して血圧を下げる薬を併用する条件を、別々の日に無作為な順序で実施する交差試験です。全身振動のみの条件には27人、併用条件には26人が参加し、うち12人には薬だけを使う探索的な試験も行いました。

併用処置では、参加者は振動するマットレスに30分余り横たわりました。研究チームは血液検査に加え、磁気を使って体内を画像化するMRIや生理学的な測定を組み合わせ、タンパク質濃度と脳内の液体の動きを調べました。

併用後に血中濃度が増えたのは、アミロイドβ40、アミロイドβ42、GFAPです。アミロイドβはアルツハイマー病で脳内に蓄積するタンパク質で、GFAPは脳の働きを支えるアストロサイトという細胞に含まれるタンパク質です。一方、同じくアルツハイマー病に関わるタウなどには変化がありませんでした。

変化は、年齢が高い参加者や、薬による血圧低下が大きい参加者ほど強くなる傾向がありました。MRIでは、脳の大きな静脈の周辺や液体の量にも変化が見られました。オウル大学のヴェサ・キヴィニエミ教授は、脳由来のタンパク質が脳後方の大きな静脈へ直接移動した証拠を初めて得たと評価しています。

睡眠中の排出に関わる血管と液体の動きを利用

この処置が対象とするのは、脳内の液体の流れを通じて物質を運び出す仕組みです。その一つであるグリンパティック系では、血管の周囲の経路を通じて脳脊髄液と脳組織の細胞間液が交換され、溶けた物質が脳脊髄液へ、さらに血液へと運ばれます。

睡眠に入ると通常は血圧が下がり、血管運動や呼吸に伴う脳のゆっくりした拍動が強まって、脳脊髄液の流れと老廃物の排出を促します。今回の薬は、一酸化窒素を介して血管を一時的に拡張させ、液体の流れを駆動するゆっくりした拍動を強めました。

全身振動は、血管にある、力学的な刺激を感知する「Piezo1」というイオンチャネルを刺激する狙いで用いられました。Piezo1は血管の収縮などの調節に関わっており、研究チームは血管拡張と全身振動を組み合わせて、脳からの物質の移動を促せるかを検証しました。研究を主導したヨハンナ・トゥーナネン氏は、処置の効果が、これまで睡眠中に観察してきた生理学的変化とよく似ていたと述べています。

睡眠と血中タンパク質の関係は、別の39人を対象とした無作為化交差試験でも調べられています。この試験では、通常の睡眠を取った場合、睡眠を奪われた場合よりも翌朝の血漿中のアミロイドβやタウなどが増加しました。この試験の研究チームは、睡眠中に脳組織内で液体が流れる際の抵抗が小さくなることなどが、血液への排出を促すと解釈しています。

血中濃度を変える要因と、初期の記憶障害を対象にした次の研究

血中のタンパク質は、病気に伴う変化を調べる生物学的な指標として研究されています。今回測定したGFAPも、アルツハイマー病の早期段階や進行との関係が検討されており、ほかの疾患でも血中濃度の上昇が見られます。

GFAPの濃度に関わる過程には、病的な刺激に応じたアストロサイトの変化とGFAP産生の増加、急性の脳損傷に伴う血液への放出などがあります。GFAPは脳以外にも末梢神経や腸管などの細胞で作られ、一部の病的な状態ではそれらの組織でも増加します。今回の研究チームも、血中タンパク質の増加には、脳と血液の間で物質の移動を制御する血液脳関門を物質が一時的に通過しやすくなる変化が関与した可能性を挙げています。

今回の処置は、管理された実験条件の下で参加者に良好に受け入れられました。キヴィニエミ教授は、次の段階として初期の記憶障害がある患者にどのような利益をもたらすかを調べる考えを示し、専門家と協力して追跡研究を計画しています。今後の研究では、単回の処置から期間を延ばし、認知症に関連する症状が現れ始めた人を対象に検証を進める方針です。