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Mitochondrial Disease as a Cause of Leukoencephalopathy and Dementia: A Search for the Causal Genes of Mitochondrial Disease

Research Project

Project/Area Number 20K07906
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52020:Neurology-related
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

Okamoto Yuji  鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (60709658)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsミトコンドリア病 / 白質脳症 / GDF-15 / 髄液メタボローム解析 / 認知症 / 次世代シークエンサー / メタボローム解析 / GDF-15 / 高齢者 / 遺伝子診断
Outline of Research at the Start

ミトコンドリア病の病態は多様であり、脳症、筋症を中心として様々な病態を引き起こすが、遺伝子診断未確定の病態が数多く存在する。それはミトコンドリア病が、細胞ごとに細胞内局在差が存在するmtDNAと、膨大な数のミトコンドリア関連核遺伝子のどちらの異常によってももたらされるからである。また、ミトコンドリア自体の加齢による影響もあり、高齢者におけるミトコンドリア病診断は非常に難しい。 しかし、老年期発症のミトコンドリア病は、潜在的に存在しており、中でも原因不明の白質脳症・認知症におけるミトコンドリアの関与に我々は着目している。老化と疾病を考える上でミトコンドリア異常を明らかにすることは重要である。

Outline of Final Research Achievements

Mitochondrial diseases are characterized by diverse pathologies, with many cases of unknown etiology.We hypothesize that mitochondrial diseases are potentially present in older adults and aim to elucidate the causative genes for latent adult and late-onset mitochondrial diseases, as well as their impact on leukoencephalopathy and dementia.
We have utilized next-generation sequencing for complete mitochondrial DNA sequencing. However, we confirmed the need to expand the search range further, as relying solely on reported genes does not improve diagnostic efficiency. We have also been investigating disease markers critical for diagnosis, specifically examining the utility of serum GDF-15 as a biochemical marker in older adults and leukoencephalopathy cases. Although, it could not serve as a marker for central mitochondrial disease. In this study, we conducted metabolomic analyses of cerebrospinal fluid and identified multiple cerebrospinal fluid marker candidates.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ミトコンドリアは、細胞のエネルギー産生に関与する小器官で、その異常であるミトコンドリア病は出生時から老年期に渡り存在することがわかってきました。しかし、高齢者におけるミトコンドリア病の診断は難しいのが現状のため、高齢発症ミトコンドリア病の原因遺伝子を明らかにし、白質脳症・認知症に及ぼす影響を明らかにすることを目的として本研究を行ないました。本研究では既存の遺伝子を167選択し調べましたが、さらに検索範囲を広げる必要性を確認しました。また、病態のマーカーとして髄液のメタボローム解析を行い、新規バイオマーカー候補をいくつか発見しました。ミトコンドリア病の髄液を用いた研究はこれまでにない研究です。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2022 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results)

  • [Journal Article] Complex hereditary peripheral neuropathies caused by novel variants in mitochondrial-related nuclear genes2022

    • Author(s)
      Hiramatsu Yu、Okamoto Yuji、Yoshimura Akiko、Yuan Jun-Hui、Ando Masahiro、Higuchi Yujiro、Hashiguchi Akihiro、Matsuura Eiji、Takashima Hiroshi et al.
    • Journal Title

      Journal of Neurology

      Volume: - Issue: 8 Pages: 4129-4140

    • DOI

      10.1007/s00415-022-11026-w

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Case of Mitochondrial Diabetes Mellitus Diagnosed by Development of Cognitive Decline2020

    • Author(s)
      菊池 晃、岡本 裕嗣、橋口 裕、吉重 幸一、谷口 雄大、出口 尚寿、高嶋 博、西尾 善彦
    • Journal Title

      Journal of the Japan Diabetes Society

      Volume: 63 Issue: 5 Pages: 344-349

    • DOI

      10.11213/tonyobyo.63.344

    • NAID

      130007849544

    • ISSN
      0021-437X, 1881-588X
    • Year and Date
      2020-05-30
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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