※世界各国で行われている研究成果をご紹介しています。研究成果に対する評価や意見は執筆者の意見です。
研究者向け
2021/7/13
ネットワーク医学から見た新型コロナウイルス感染症とアルツハイマー病の関連性
文責：橋本 款
最近、Network Medicine（ネットワーク医学）という用語をよく見かけますが、これは、'分子、細胞、臓器、個体、環境といった多層にわたるシグナルネットワークを時間・空間的に統合し、今まで想定されていなかった疾患相互の結びつき（Diseasome）を見出し、シグナルネットワークを基盤とする革新的診断・治療・予防戦略の開発を目指す新しい医学の体系'と定義され（http://www.nm-gcoe.med.tohoku.ac.jp/outline/network/index.html#a02 
）、多くの分野で使われています。COVID-19においてもその重症度がApolipoprotein (Apo) E4にリンクすることからCOVID-19とアルツハイマー病（AD）の関係が想定されてきました。今回は、ネットワーク医学による解析の結果、COVID-19とADが脳微少血管損傷、及び、神経炎症において関連することを示した論文（文献1）を紹介致します。
文献1.
Zhou Y. et al., Network medicine links SARS-CoV-2/COVID-19 infection to brain microvascular inMojury and neuroinflammation in dementia-like cognitive impairment, Alzheimers Res Ther 2021 Jun 9;13(1):110.
背景
認知症のような高齢疾患はCOVID-19の合併症として知られているがその機序は必ずしも明らかにされていない。
方法
COVID-19と神経学的合併症のネットワークベースのマルチモーダルオミックス比較を実施した。
- 蛋白質間相互作用アッセイとCRISPR-Cas9ベースの遺伝子アッセイの結果からSARS-CoV-2-宿主インタラクトームを構築し、ネットワーク近接測定を使用してネットワークベースの関係を既知の神経症状の関係と比較した。
- また、COVID-19に感染した患者のADマーカー遺伝子の転写プロファイル（単一細胞/核RNAシークエンスを含む）、及び、脳におけるSARS-CoV-2侵入因子の有病率を調査した。
結果
- COVID-19と神経炎症と微小血管損傷の経路とADに関係するプロセスとの間に重要なネットワークベースの関係があった。また、COVID-19患者の脳脊髄液および血液中のADバイオマーカーの異常な発現を検出した。
- トランスクリプトーム分析では、ヒトの脳におけるSARS-CoV-2侵入因子の発現が比較的低いことが示されたが、神経炎症の変化は顕著であった。
- さらに、単一核トランスクリプトーム分析は、SARS-CoV-2宿主因子(BSGおよびFURIN)、および、抗ウイルス防御遺伝子(LY6E, IFITM2, IFTIM3, および, IFNAR1)の発現を示した。
- ヒトの脳におけるSARS-CoV-2侵入因子の発現が比較的低いことが示されたが、神経炎症の変化は顕著に認められた。
- AD患者の脳内皮細胞、及び、ニューロンや他の細胞型と比較して健康な対照で上昇しており、COVID-19を介した認知障害における微小血管損傷の役割の可能性を示唆している。
- 全体として、Apo E4/E4を持つ個人はApo E3/E3の個人と比較して、抗ウイルス防御遺伝子の発現が低下していた。
結論
これらの結果は、神経炎症と微小血管損傷を中心にCOVID-19とADとの間で、メカニズムの重複が有為にあることを示唆している。したがって、COVID-19に関連する神経学的症状の理解を深め、予防または、治療介入のためガイダンスを提供するのに役立つが、COVID-19とADの間の因果関係と機械的経路には、さらなる研究が必要である。
以前に述べましたように、COVID-19とADで多くの病態が関連していることから、治療法も何らかの関連性が出て来る可能性があります。また、近年の技術の革新によるデータの飛躍的な増加を考慮すれば、ネットワーク医学が必要不可欠であり、今後、さらに重要になると思われます。
- 文献1
- Zhou Y. et al., Network medicine links SARS-CoV-2/COVID-19 infection to brain microvascular injury and neuroinflammation in dementia-like cognitive impairment, Alzheimers Res Ther. 2021 Jun 9;13(1):110.
