2020-04-02 11:39

NMNとメラトニンは、高齢ラットの記憶を改善できる

認知欠陥と記憶障害は加齢に伴って年齢と深く関連しています。研究によると、アポトーシス、細胞死とミトコンドリア損傷などは年齢関連の学習と記憶欠陥記憶障害に大きく関与しています。3,4,5 この場合、非対電子を持つ原子や分子が多すぎるフリーラジカルは、エネルギー分子ATPのレベルを低下させます。ミトコンドリアの透過性の変化は、脳の構造におけるのアポトーシスを招きます。3,6

ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD +)の重要な前駆体であるNMNに関する研究で、NMN分子がニューロンの死亡を減少させ、フリーラジカルの生成も減らされることが確認されています。NMNをマウスなどの動物モデルに投与すると、認知障害も改善させる効果があることを明らかにしました。3,8,9科学者らは、メラトニンの補給によって学習と記憶を改善させ、2,3動物のアポトーシスで引き起こされるフリーラジカルと細胞死のレベルを減少させることを実証します。1,3 この研究は、メラトニンとNMNの単独使用と併用の効果を検討することを目的としています。


図1:Hosseini et al., (2019)により
 
この研究では、科学者らは40匹の老齢ラットと10匹の若い雄ラットを5つのグループに分けました。グループには、一般の生理食塩水で治療された若いラット、一般の生理食塩水治療で治療された高齢ラット、メラトニンで治療された高齢ラット、NMNで治療された高齢ラット、およびメラトニンとNMNで併用治療が受けられた高齢ラットが含まれます。実験では、ラットらは5日間で環境に慣れ、次の28日間で1日おきに治療を受け、その後10日間に行動テストを受け、最後の2日間にサンプリングと分子テストを受けます(上記の実験計画図を参照)。

図2:Hosseini et al., (2019)により
 
この研究の結果分かったのは、メラトニンとNMNの治療を受けなかった高齢のラットと比べ、受けた高齢ラットは以前に出会った物にする識別能力(認識記憶)が大幅に向上するということでした。 また、上図に示すように、メラトニン、NMN、またはメラトニンとNMNの併用で治療された高齢動物はこれらで治療されなかった高齢動物よりも以前に出会った物を区別するのに優れています。研究者は、以前に見られた古物と比較して、新しいもので費やした時間を測定することによって、この測定値を得ました。新しい物の周りに費やされた時間が長いほど、ラットはこの物を覚えませんが、以前に出会った物を覚えているということが示されています。若いラットは、高齢ラットより優れています。 メラトニンとNMNの併用治療をうけたラットは、単独治療をうけた高齢の雄ラットよりも大幅に改善されます。



図3:Hosseini et al., (2019)により
 
この研究によりますと、若いラットと比べ、老齢ラット体内のフリーラジカルの数が増加しました。メラトニン、NMN或いは両者の併用によって老齢ラットのニューロンにおけるこれらのラジカルのレベルを顕著に低下させます。また、研究者らはメラトニン、NMN、または併用治療を受けた高齢ラットの前頭前皮質と海馬区のATPレベルも大幅に向上していることを実証しました。この実験ではミトコンドリアの膜電位を測定することで、メラトニン、NMNまたは併用療法を受けなかった老齢ラットと比べ、受けたラットの膜電位が増加できるという結果が究明されています。ミトコンドリア膜電位に関する実験により、NMN、メラトニン、および併用療法がミトコンドリアの機能障害と透過性を低下させることができます。

以前の研究はミトコンドリア機能障害を加齢中の認知機能低下に関連付けているため、この研究は発見を提供します。 研究では、NMNの服用またはメラトニンの補給によって高齢者の認知能力を改善できることも示されています。 この研究は、ミトコンドリア機能障害を低減し、NMNおよび/またはメラトニン治療によるアポトーシスを低減することにより、老化中の認知能力を改善する可能性を高めます。

従来の研究はミトコンドリアの機能障害と老化過程における認知能力の低下に関連付けていますが、この研究は面白いものが発見されています。7 これまでの研究はNMNの服用またはメラトニンの補給によって高齢者の認知能力を改善できることも示されています。この研究によると、ミトコンドリア機能障害の減少とNMNおよび/またはメラトニン治療によるアポトーシスの減少で老化中の認知能力を改善する可能性が高くなります。
筆者は、「メラトニン、NMNおよび/またはそれらの併用で、高齢のラットのPFCとHIPで認知能力を改善したほか、ミトコンドリアの機能障害とアポトーシスを減衰させました。」「それにもかかわらず、それらの正確な認知促進メカニズムを解明するための更なる研究が必要であります。」3と述べました。

 
出典
情報源:
Leila Hosseini, Fatemeh Farokhi-Sisakht, Reza Badalzadeh, Aytak Khabbaz, Javad Mahmoudi, Saeed Sadigh-Eteghad.  Nicotinamide mononucleotide and melatonin alleviate aging-induced cognitive impairment via modulation of mitochondrial function and apoptosis in the prefrontal cortex and hippocampus.  Neuroscience, 2019; DOI: 10.1016/j.neuroscience.2019.09.037.
参照論文:
  1. Tahir Ali, Haroon Badshah, Tae Hyun Kim, Myeong Ok Kim.  Melatonin attenuates D-galactose-induced memory impairment, neuroinflammation and neurodegeneration via RAGE/NF-KB/JNK signaling pathway in aging mouse model.  J Pineal Res, 2015; DOI: 10.1111/jpi.12194.
  2. Andrea Corrales, Paula Martinez, Susana Garcia, Veronica Vidal, Eva Garcia, Jesus Florez, Emilio J. Sanchez-Barcelo, Carmen Martinez Cue, Noemi Rueda.  Long-term oral administration of melatonin improves spatial learning and memory and protects against cholinergic degeneration in middle-aged Ts65Dn mice, a model of Down syndrome.  J Pineal Res, 2013; DOI: 10.1111/jpi.12037.
  3. Leila Hosseini, Fatemeh Farokhi-Sisakht, Reza Badalzadeh, Aytak Khabbaz, Javad Mahmoudi, Saeed Sadigh-Eteghad.  Nicotinamide mononucleotide and melatonin alleviate aging-induced cognitive impairment via modulation of mitochondrial function and apoptosis in the prefrontal cortex and hippocampus.  Neuroscience, 2019; DOI: 10.1016/j.neuroscience.2019.09.037.
  4. Giuseppe Paradies, Giuseppe Petrosillo, Valeria Paradies, Francesca M. Ruggiero.  Mitochondrial dysfunction in brain aging: Role of oxidative stress and cardiolipin.  Neurochem Int, 2011; DOI: 10.1016/j.neuint.2010.12.016.
  5. Nils Richter, Anne Michel, Oezguer A. Onur, Lutz Kracht, Markus Dietlein, Marc Tittgemeyer, Bernd Neumaier, Gereon R. Fink, Juraj Kukolja.  White matter lesions and the cholinergic deficit in aging and mild cognitive impairment.  Neurobiol Aging, 2017; DOI: 10.1016/j.neurobiolaging.2017.01.012.
  6. Thazin Shwe, Wasana Pratchayasakul, Nipon Chattipakorn, Siriporn C. Chattipakorn.  Role of D-galactose-induced brain aging and its potential used for therapeutic interventions.  Exp Gerontol, 2018; DOI: 10.1016;j.exger.2017.10.029.
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  9. Zhiewen Yao, Wenhao Yang, Zhiqiang Gao, Peng Jia.  Nicotinamide mononucleotide inhibits JNK activation to reverse Alzheimer disease.  Neurosci Lett, 2017; DOI: 10.1016/j.neulet.2017.03.027.