神経変性疾患研究用試薬 カタラーゼ抗体

Rockland immunochemicals社では、神経変性疾患関連カタラーゼ抗体商品を多数取り揃えております。

Rockland社神経変性疾患関連試薬

• タウ経路関連抗体・タウタンパク質
• アミロイドβ経路関連抗体・アミロイドβタンパク質
• カタラーゼ抗体
• 認知症関連抗体

神経変性疾患におけるカタラーゼ

酸化体のような活性種は、日常的な細胞代謝の副産物として発生します。これらは細胞生体分子と反応し、酸化ストレスを介して損傷を引き起こす可能性があります。アルツハイマー病 (AD) やパーキンソン病 (PD) などの症状は酸化ストレスと相関関係があり、特定の神経変性疾患における酸化ストレスの役割を強調しています (Nandi らによるレビュー、2019 年)。幸いなことに、細胞は過酸化水素などの活性酸素種（ROS）に対抗するために、さまざまな防御戦略を進化させてきました。これらの防御メカニズムの１つは、過酸化水素を水と酸素に分解するカタラーゼと呼ばれる酵素の作用です。

アルツハイマー病におけるカタラーゼ

アルツハイマー病は、脳内にアミロイドβペプチドとタウタンパク質が蓄積し、それぞれプラークと神経原線維変化を形成するのが特徴です。研究により、これらのアミロイドβペプチドが培養ニューロンにおいて神経毒性効果を示すことが実証されています¹。アミロイド前駆体タンパク質（APP）に由来するこれらのペプチドは、元々は血漿と脳脊髄液に存在する可溶性成分です。しかしADでは、可溶性アミロイドβはタンパク質間相互作用を介しプラーク内で不溶性線維に変化します。特に、in vitro研究では、新しく形成されたアミロイドβは無毒であるが、古くなった形態はニューロンに有害になることが示されました。アミロイドβペプチドが神経芽細胞腫と海馬ニューロン培養において過酸化水素の蓄積を引き起こすことを示唆するエビデンスがあります。この現象は、アミロイドβがカタラーゼに直接結合し、酵素活性が低下するためと考えられています。これらの発見から、カタラーゼとアミロイドβの相互作用が細胞内の過酸化水素レベルの上昇に大きく寄与し、アルツハイマー病におけるアミロイドβの蓄積と酸化ストレスの発症を結び付けるという仮説が提唱されました²。
アミロイドβ誘発性酸化損傷のメカニズムに関する現在の有力な仮説では、アミロイドβがカタラーゼに直接結合し、その触媒機能を不活性化し、その後酸化ストレスの状態を促進することを示しています。さらに、完全なアミロイドβペプチドは、N末端部位でCu²⁺イオンと相互作用し、それらをCu⁺に還元します。このアミロイドβ Cu⁺複合体は、過酸化水素の生成を促進することが示されています。その結果、カタラーゼはアルツハイマー病の発症と直接的および間接的に関連しており、アミロイドβ、酸化ストレス、および神経機能障害の複雑な相互作用において極めて重要な役割を果たしています。

パーキンソン病におけるカタラーゼ

加齢に伴う神経疾患であるパーキンソン病は、最初はわずかな手の震えとして現れ、それが進行すると全身の動きが損なわれ、生活の質が著しく低下します。病気が進行するにつれて、筋肉の硬直と運動開始の遅れを特徴とする運動制御の困難が深刻化します。根本的な原因は、黒質緻密部 (SNpc) のドーパミン産生ニューロンの損傷によるドーパミン枯渇にあり、その結果、毎日約 100〜200 個のニューロンが失われます。
この病気の細胞病理学の中心的な役割を果たすのは、α-シヌクレインタンパク質です。α-シヌクレイン遺伝子の変異により、ドーパミンの合成と貯蔵を阻害する変異タンパク質が生成され、ニューロン細胞質内にα-シヌクレインが蓄積します。この異常なプロセスはドーパミンの自動酸化を引き起こし、毒性のあるドーパミンキノン種とともに過酸化水素のような活性酸素種を生成し、最終的に酸化ストレスを引き起こします。
さらに、変異α-シヌクレインはカタラーゼも阻害します。この阻害は、α-シヌクレインがカタラーゼ遺伝子の発現を制御するペルオキシソーム増殖剤活性化受容体γ（PPARγ）の転写活性を阻害することに起因しています。3これらの知見を総合すると、パーキンソン病におけるカタラーゼ活性の変化と過酸化水素レベルの上昇は、α-シヌクレインがカタラーゼの発現に間接的に影響を及ぼしていることに一因があることが示唆されます。この複雑な相互作用は、パーキンソン病の進行に関する新たな知見を明らかにし、治療法の探究において可能性を提供することとなります。

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