腸内のアルツハイマー病-ApoA1をキープレイヤーとする5xFADモデルマウスの腸内での主な変化

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FASEB J..2020 Jul;doi: 10.1096/fj.201903128RR.Epub 2020-07-18.

腸内のアルツハイマー病-ApoA1をキープレイヤーとする5xFADモデルマウスの腸内での主な変化

Alzheimer's disease in the gut-Major changes in the gut of 5xFAD model mice with ApoA1 as potential key player.

Nicolai M Stoye
Malena Dos Santos Guilherme
Kristina Endres

PMID: 32681583 DOI: 10.1096/fj.201903128RR.

抄録

アルツハイマー病（AD）は、世界で約3,300万人が罹患しており、認知症の中で最も顕著な疾患です。AD研究の中心は長らく中枢神経系でしたが、近年では腸に注目が集まっています。腸管は、中枢神経系の神経細胞と類似性を示す多数の異なる種類の神経細胞で構成される腸管神経系（ENS）によって支配されています。また、ADの病態に重要な役割を果たすアミロイド前駆体タンパク質が、これらの細胞にも発現していることが明らかになっています。本研究では、ADモデルマウス（5xFAD）と野生型マウスの腸組織を、病理前、病理初期、病理後期と異なる病理段階で解析しました。その結果、5xFADマウスの腸の機能は、野生型マウスと比較して有意に異なることが明らかになった。また、84のAD関連遺伝子産物を検出するパスウェイアレイを用いて、5xFADマウスの大腸組織でApoA1の発現が有意に変化していることを明らかにしました。さらに、ApoA1が5xFADマウスの培養腸管ニューロンの細胞生存率やカルシウムの恒常性に有益な影響を与えていることを明らかにしました。この研究により、腸がAD様病理学的に変化していること、そしてApoA1が腸内で重要な役割を果たしている可能性があることを示しました。

Alzheimer's disease (AD) affects around 33 million people worldwide, which makes it the most prominent form of dementia. The main focus of AD research has been on the central nervous system (CNS) for long, but in recent years, the gut gained more attention. The intestinal tract is innervated by the enteric nervous system (ENS), built of numerous different types of neurons showing great similarity to neurons of the CNS. It already has been demonstrated that the amyloid precursor protein, which plays a major role in AD pathology, is also expressed in these cells. We analyzed gut tissue of AD model mice (5xFAD) and the respective wild-type littermates at different pathological stages: pre-pathological, early pathological and late pathological. Our results show significant difference in function of the intestine of 5xFAD mice as compared to wild-type mice. Using a pathway array detecting 84 AD-related gene products, we found ApoA1 expression significantly altered in colon tissue of 5xFAD mice. Furthermore, we unveil ApoA1's beneficial impact on cell viability and calcium homeostasis of cultured enteric neurons of 5xFAD animals. With this study, we demonstrate that the intestine is altered in AD-like pathology and that ApoA1 might be one key player within the gut.