エクソソームを介したミトコンドリア制御：アルツハイマー病とパーキンソン病の有望な治療手段

Exosome-Mediated Mitochondrial Regulation: A Promising Therapeutic Tool for Alzheimer's Disease and Parkinson's Disease.

抄録

アルツハイマー病（AD）とパーキンソン病（PD）は、特に海馬や黒質などの脳領域において、エネルギー代謝異常と神経細胞内のミトコンドリアの分布や形状の変化を伴う代表的な神経変性疾患である。神経細胞は高いエネルギーを必要とする。したがって、ミトコンドリア集団を健全に維持することは、その生物学的機能にとって重要である。近年、エクソソームがミトコンドリア制御能を有し、抗神経変性特性を有することが報告されている。本総説では、ADおよびPDに関連する脳細胞におけるミトコンドリアの異常と、これらの疾患の治療におけるエクソソームの可能性について紹介する。特に、エクソソームがミトコンドリアの生合成、融合/分裂ダイナミクス、ミトコンドリア輸送、マイトファジーを制御する分子メカニズムに関する研究を概説する。さらに、本総説では、核因子（赤血球由来2）様2依存性ミトコンドリア抗酸化および低酸素誘導因子1α依存性代謝リプログラミングを制御するエクソソームトリガーシグナル伝達経路についても論じている。まとめると、本総説は、神経細胞におけるミトコンドリア機能に対するエクソソームの制御効果について深く理解し、ADおよびPDに対する有望な戦略として、エクソソームを介したミトコンドリア制御を提案することを目的としている。

Alzheimer's disease (AD) and Parkinson's disease (PD) are representative neurodegenerative diseases with abnormal energy metabolism and altered distribution and deformation of mitochondria within neurons, particularly in brain regions such as the hippocampus and substantia nigra. Neurons have high energy demands; thus, maintaining a healthy mitochondrial population is important for their biological function. Recently, exosomes have been reported to have mitochondrial regulatory potential and antineurodegenerative properties. This review presents the mitochondrial abnormalities in brain cells associated with AD and PD and the potential of exosomes to treat these diseases. Specifically, it recapitulates research on the molecular mechanisms whereby exosomes regulate mitochondrial biogenesis, fusion/fission dynamics, mitochondrial transport, and mitophagy. Furthermore, this review discusses exosome-triggered signaling pathways that regulate nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2-dependent mitochondrial antioxidation and hypoxia inducible factor 1α-dependent metabolic reprogramming. In summary, this review aims to provide a profound understanding of the regulatory effect of exosomes on mitochondrial function in neurons and to propose exosome-mediated mitochondrial regulation as a promising strategy for AD and PD.