ナルコレプシーは睡眠・覚醒の破綻をきたし, 日中の過剰な眠気や情動脱力発 作を主徴とする中枢性の神経疾患である. 近年の研究により, 視床下部で産生 され, 覚醒の維持に関与するニューロペプチドであるオレキシンがこの疾患の 病態に深く関与していることが明らかとなってきた. オレキシン欠損マウスや オレキシンニューロンを変性・脱落させたマウスにおいてナルコレプシー様の 症状が現れることが報告されており, またナルコレプシー患者の視床下部では オレキシンニューロンの顕著な減尐が認められ, 脳脊髄液中のオレキシン濃度 も減尐している. その一方で, オレキシンニューロンの近傍に存在している MCHニューロンの減尐は認められていないことから, オレキシンニューロンの 減尐は選択的であることが示唆されている. しかしながら, ナルコレプシーに おいてオレキシンニューロンが選択的に減尐する原因や機序についてはほとん ど解明されていない. そこで本研究では, オレキシンニューロンが選択的に減 尐する条件および機序を探索し, オレキシンニューロンの新たな性質を見出す ため, 培養視床下部組織切片を用いて検討を行った.
これまでの研究により, ニューロンの脱分極を引き起こす過剰な興奮性刺激 を持続的に与えると, 切片中のオレキシン陽性細胞数が減尐し, この減尐は近 傍に存在しているMCH陽性細胞よりも顕著であり, オレキシンニューロンは 視床下部に局在する他のニューロンよりも神経活動の変化による影響を受けや
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すい細胞であると考えられた. そこで第3章では, 神経活動の持続的な阻害がオ レキシンニューロンに及ぼす影響について検討した. 脱分極の発生を阻害する TTXおよびMg2+を処置したところ, 切片中のオレキシン陽性細胞数は近傍に局 在している MCH陽性細胞やCGRP陽性細胞よりも顕著に減尐し, オレキシン ニューロンが神経活動の阻害による影響も受けやすいことが示唆された. この 時, 切片中において細胞死の兆候は認められず, オレキシンの減尐も可逆的で あったことから, TTXおよびMg2+処置によるオレキシンの減尐はオレキシンニ ューロンの細胞死ではなく, オレキシンの一過性の枯渇によるものであり, オ レキシンは他のニューロペプチドよりも枯渇しやすいことが示唆された. また, 本研究においてオレキシンの発現はNMDA受容体刺激および細胞内へのカル シウムイオンの流入により維持されていることも示唆され, これまでに知られ ていなかったオレキシンの発現機序の一部が明らかとなった.
続いて, 第4章ではパーキンソン病治療薬として使用されている非麦角系の ドパミンD2受容体アゴニストがオレキシンニューロンに及ぼす影響について検 討した. 非麦角系のアゴニストであるロピニロールを高濃度(100 M以上)で処 置すると, 切片中のオレキシン陽性細胞数は減尐し, この時, MCH陽性細胞数 の減尐は認められず, オレキシンニューロンの方がMCHニューロンよりもロ ピニロールによる影響を受けやすいことが示唆された. また, 第3章の結果と同 様, ロピニロールによるオレキシン陽性細胞の減尐もオレキシンニューロンの 細胞死ではなく, オレキシンの枯渇によることが示唆され, ある種の薬物によ ってもオレキシンは枯渇しやすいことが明らかとなった. さらに, 本研究では ロピニロールによるオレキシンの減尐にドパミンD2受容体およびセロトニン
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5-HT1A受容体が関与していることも示唆され, これらの受容体に作用する薬物 はオレキシンの発現に影響を及ぼしやすい可能性が考えられた.
最後に, 第5章では, 特定のニューロンの変性・脱落を特徴とする神経変性疾 患の発症の一因であることが示唆されている小胞体ストレスに注目し, オレキ シンニューロンの小胞体ストレス感受性を検討した. 小胞体ストレスを惹起す ることが知られているtunicamycinやthapsigarginを処置したところ, 切片中 のオレキシン陽性細胞はMCH陽性細胞やCGRP陽性細胞よりも顕著に減尐し, オレキシンニューロンが他のニューロンよりも小胞体ストレスによる影響を受 けやすいことが示唆された. さらに, 小胞体ストレスが起こった場合, 細胞内の オレキシンは速やかに枯渇し, その後, 小胞体ストレスが持続するとオレキシ ンニューロンのアポトーシスが誘導されることが明らかとなった. つまり, 小 胞体ストレスが生じた場合, オレキシンは他のニューロペプチドよりも枯渇し やすく, オレキシンニューロンは他のニューロンよりもアポトーシスを起こし やすいと考えられる. また, 小胞体ストレスに対する細胞内の防御機構である UPRに関わる分子の発現について検討したところ, tunicamycin処置によりオ レキシンニューロンではMCHニューロンよりもリン酸化PERKの発現が顕著 に増加し, オレキシンニューロンは小胞体ストレスに対する感受性が高いこと が示唆された. このリン酸化PERKはタンパク質の翻訳を抑制するので, 小胞 体ストレスによるオレキシンの枯渇には, PERKのリン酸化が関与しているこ とが予想される. さらに, 小胞体ストレスにより誘発され, 細胞傷害性に働く転 写因子であるCHOPの発現変化についても検討したところ, tunicamycin処置 により, オレキシンニューロンではMCHニューロンよりもCHOPの発現増加
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が顕著に認められ, オレキシンニューロンがMCHニューロンよりも小胞体ス トレスによる傷害を受けやすいことが示された. 小胞体ストレスは様々な条件 下で惹起されることが知られているが, その一因としてジスルフィド結合を有 するタンパク質やペプチドの過剰な合成が挙げられる. プレプロオレキシンお よびオレキシン-Aは2対のジスルフィド結合を持っており, またこれまでの研 究成果および今回のシクロヘキシミド処置の結果より, オレキシンの代謝回転 は他のニューロペプチドと比較して非常に速いことが示唆される. つまり, 代 謝回転の速いオレキシンを合成し続けているオレキシンニューロンは, 他のニ ューロンよりも小胞体ストレスが生じやすい状況にあり, 種々の原因で生合成 経路のプロセスにおいて破綻が生じると小胞体ストレスがすぐに誘導されてし まい, 他のニューロンよりも小胞体ストレスによる傷害を受けやすいと考えら れる.
以上, 本研究ではオレキシンニューロンが神経活動の変化やある種の薬物,そ して, 小胞体ストレスに対する影響を受けやすいことを明らかにし, このよう な条件下において細胞内のオレキシンは枯渇しやすいことを示した. このよう なオレキシンニューロンの性質は, ナルコレプシーにおいて認められているオ レキシンニューロンの選択的な減尐に関与しうる可能性が考えられ, これまで 明らかにされていなかったオレキシンニューロンの選択的な減尐の原因および 機序を解明する上で, そして, ナルコレプシーの根本的な治療法を確立する上 で重要な示唆を与えるデータであると考えられる.
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