Involvement of glycation stress, sleep and melatonin in amyloid beta aggregation

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K11593
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: Doshisha University
• Principal Investigator: Yonei Yoshikazu 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (40191655)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: アルツハイマー型認知症 / アミロイドβ（Aβ）貪食 / ミクログリア / 糖化ストレス / 睡眠の質 / メチルグリオキサール / アクロレイン / メラトニン

Outline of Final Research Achievements

We measured the plasma amyloid-β(Aβ) 40/42 ratio in 69 subjects undergoing health checkups and, in experiments, evaluated the Aβ phagocytosis using the primary cultured microglia to analyze the relationship between Alzheimer's disease (AD) risk factors(glycative stress and "poor sleep quality") and Aβ clearance. Multiple regression analysis identified atherosclerosis and glycative stress (skin autofluorescence measured by AGE Reader) as factors that increase the objective variable Aβ40/42 ratio, and Aβ40/42 ratio was significantly higher in those with "poor sleep quality" than in the others. Experimentally, Aβ phagocytosis was enhanced by melatonin (an indicator hormone for sleep quality) and markedly decreased in response to glycated Aβ(methylglyoxal- or acrolein-conjugated types). In conclusions,it is assumed that the maintenance of Aβ clearance homeostasis by countermeasures against glycative stress and "high sleep quality" is important to prevent the progression of AD.

Free Research Field

抗加齢医学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

神経回路の広範な破壊を伴うADについては、治療による機能回復が困難であるため、発症後の治療よりも発症・進展予防に重点を置いた方が、患者にとって社会的意義はより大きいと思われる。今回の研究結果より、「睡眠の質」低下と糖化ストレスがAβクリアランスを低下させる因子であることが示唆された。「睡眠の質」向上に伴い分泌が増加するメラトニンは終末糖化産物（AGEs）分解促進作用などの抗糖化ストレス作用を有する。ADの予防戦略については、「睡眠の質」改善と糖化ストレス対策を主軸に置いた、早期からの生活習慣改善によりAβの糖化予防とAβクリアランスの恒常性を維持する方向にパラダイムシフトすべきと考える。