Dementia and Oral Function
The Official Journal of Japan Research Society for Dementia and Oral Function

Secondary Publication二次出版

咀嚼機能と認知機能をつなぐ未知の神経連絡の探究
－Frontiers in Cellular Neuroscienceに掲載された英語論文の日本語による二次出版－

Search for unknown neural link between the masticatory and cognitive brain systems

姜 英男，豊田 博紀，齋藤 充

Youngnam Kang, Hiroki Toyoda and Mitsuru Saito

DOI: https://doi.org/10.63587/dof.1-2.p35

抄録：
　孤発性アルツハイマー病（AD）における脳病変は、ノルアドレナリン作動性ニューロンの集団である青斑核において最も早期に観察され，過リン酸化タウ蛋白の発現やꞵ アミロイド（Aꞵ）の蓄積が始まる．それに伴い，前脳基底部コリン作動性ニューロン（マイネルト基底核）においても同様な変化が生じる．これら二つの神経核細胞の変性により，海馬や大脳皮質でBDNF 等の神経栄養因子の減少がおこり，その結果，Aꞵ や過リン酸化タウ蛋白が蓄積し，最終的には神経細胞死を引き起こす．一方，歯の喪失や咀嚼機能障害が認知症のリスク因子であることは膨大な疫学研究により示されている. また, 実験動物を用いた多数の研究においても，咀嚼機能障害がヒトAD で観察される前脳基底部・海馬・大脳皮質の脳病変と同様の変化を引き起こし，それに伴い学習・記憶機能が障害されることが示されてきた．しかしながら，咀嚼機能障害がどのような脳機構によりヒトAD 類似の脳病変を引き起こすのかについては依然として不明であり，咀嚼機能を担う三叉神経系と認知記憶脳機能系をつなぐ神経機構がミッシングリンクとして残されたままである．本稿では，咬合咀嚼機能において中心的役割を果たす三叉神経中脳路核（MTN）とその内側で隣接する青斑核との発生学的，解剖学的，生理学的関係について，これまで得られている知見に基づき考察を行うことにより，そうしたミッシングリンク探索の糸口を提供したい．

キーワード： アルツハイマー病，青斑核，三叉神経中脳路核，NT-3，DOPEGAL

Abstract：
Brain degenerations in sporadic Alzheimer’s disease (AD) are observed earliest in the locus coeruleus (LC), a population of noradrenergic neurons, in which hyperphosphorylated tau protein expression and β-amyloid (Aβ) accumulation begin. Along with this, similar changes occur in the basal forebrain cholinergic neurons, such as the nucleus basalis of Meynert. Neuronal degeneration of the two neuronal nuclei leads to a decrease in neurotrophic factors such as brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in the hippocampus and cerebral cortex, which results in the accumulation of Aβ and hyperphosphorylated tau protein and ultimately causes neuronal cell death in those cortices. On the other hand, a large number of epidemiological studies have shown that tooth loss or masticatory dysfunction is a risk factor for dementia including AD, and numerous studies using experimental animals have also shown that masticatory dysfunction causes brain degeneration in the basal forebrain, hippocampus, and cerebral cortex similar to those observed in human AD, and that learning and memory functions are impaired accordingly. However, it remains unclear how masticatory dysfunction can induce such brain degeneration similar to AD, and the neural mechanism linking the trigeminal nervous system responsible for mastication and the cognitive and memory brain system remains unknown. In this review paper, we provide clues to the search for such “missing link” by discussing the embryological, anatomical, and physiological relationship between LC and its laterally adjoining mesencephalic trigeminal nucleus which plays a central role in the masticatory functions.

Key words： Alzheimer’s disease, Locus coeruleus, Mesencephalic trigeminal nucleus (MTN), Neurotrophic factor-3 (NT-3), 3,4-dihydroxyphenylglycolaldehyde (DOPEGAL)