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ジペプチドであるカルノシン（β-アラニル-L-ヒスチジン）は、筋肉や脳などの興奮性組織に広く分布している内因性抗酸化剤です。100年以上前に発見され、周辺で広範囲に研究されてきましたが、脳におけるカルノシンの役割は神秘的なままです。カルノシン血症は、尿中のカルノシンのレベルが増加し、血液中のカルノシナーゼのレベルまたは不在を伴うまれな代謝障害であり、ヒトの重度の神経症状に関連しています。このレビューでは、神経変性障害におけるカルノシンの高い治療可能性を示唆する前臨床証拠に焦点を当てた、生理学的および病理学的状態の両方における脳におけるカルノシンの役割を扱っています。カルノシンとカルノシン血症の発見と、末梢におけるカルノシンの役割と利点に関する広範な研究をレビューします。次に、脳内のカルノシンの生化学と分布に目を向けます。最近の観察結果を基礎として使用して、筋肉におけるカルノシンの役割と並行して描き、グリア細胞によるニューロンの代謝サポートを促進する際のカルノシンの役割について推測します。最後に、カルノシンは、タンパク質架橋の阻害とアミロイド-βおよび関連するタンパク質の凝集、フリーラジカル生成、一酸化窒素解毒、および抗炎症活性を含むマルチモーダル活性を発揮することが示されています。したがって、それはアルツハイマー病などの神経変性疾患の予防と治療において重要な役割を果たす可能性があります。この文脈におけるカルノシンの可能性について説明し、新しい前臨床研究の方向性について推測します。
ジペプチドであるカルノシン（β-アラニル-L-ヒスチジン）は、筋肉や脳などの興奮性組織に広く分布している内因性抗酸化剤です。100年以上前に発見され、周辺で広範囲に研究されてきましたが、脳におけるカルノシンの役割は神秘的なままです。カルノシン血症は、尿中のカルノシンのレベルが増加し、血液中のカルノシナーゼのレベルまたは不在を伴うまれな代謝障害であり、ヒトの重度の神経症状に関連しています。このレビューでは、神経変性障害におけるカルノシンの高い治療可能性を示唆する前臨床証拠に焦点を当てた、生理学的および病理学的状態の両方における脳におけるカルノシンの役割を扱っています。カルノシンとカルノシン血症の発見と、末梢におけるカルノシンの役割と利点に関する広範な研究をレビューします。次に、脳内のカルノシンの生化学と分布に目を向けます。最近の観察結果を基礎として使用して、筋肉におけるカルノシンの役割と並行して描き、グリア細胞によるニューロンの代謝サポートを促進する際のカルノシンの役割について推測します。最後に、カルノシンは、タンパク質架橋の阻害とアミロイド-βおよび関連するタンパク質の凝集、フリーラジカル生成、一酸化窒素解毒、および抗炎症活性を含むマルチモーダル活性を発揮することが示されています。したがって、それはアルツハイマー病などの神経変性疾患の予防と治療において重要な役割を果たす可能性があります。この文脈におけるカルノシンの可能性について説明し、新しい前臨床研究の方向性について推測します。
Carnosine (β-alanyl-l-histidine), a dipeptide, is an endogenous antioxidant widely distributed in excitable tissues like muscles and the brain. Although discovered more than a hundred years ago and having been extensively studied in the periphery, the role of carnosine in the brain remains mysterious. Carnosinemia, a rare metabolic disorder with increased levels of carnosine in urine and low levels or absence of carnosinase in the blood, is associated with severe neurological symptoms in humans. This review deals with the role of carnosine in the brain in both physiological and pathological conditions, with a focus on preclinical evidence suggesting a high therapeutic potential of carnosine in neurodegenerative disorders. We review carnosine and carnosinemia's discoveries and the extensive research on the role and benefits of carnosine in the periphery. We then turn to carnosine's biochemistry and distribution in the brain. Using an array of recent observations as a foundation, we draw a parallel with the role of carnosine in muscles and speculate on the role of carnosine in promoting the metabolic support of neurons by glial cells. Finally, carnosine has been shown to exert a multimodal activity including inhibition of protein cross-linking and aggregation of amyloid-β and related proteins, free radical generation, nitric oxide detoxification, and an anti-inflammatory activity. It could thus play an important role in the prevention and treatment of neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease. We discuss the potential of carnosine in this context and speculate on new preclinical research directions.
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