脊髄小脳変性症におけるミトコンドリア遺伝子変異の解明

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03807048
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 田中 雅嗣 名古屋大学, 医学部, 助教授 (60155166)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐橋 功 愛知医科大学, 医学部, 助教授 (90131242) ; 小澤 高將 名古屋大学, 医学部, 教授 (80022771)
• Keywords: 脊髄小脳変性症 / ミトコンドリア / ミトコンドリアDNA / 運動失調 / 塩基配列決定 / 遺伝子増幅 / エネルギ-産生 / 加齢

Research Abstract

脊髄小脳変性症は運動失調を主症状とする変性疾患の総称である。臨床的には、緩徐に発症し、進行性に経過し、運動失調に加えて錘体路徴候、錘体外路徴候、末梢神経症状を呈することが特徴とされ、神経病理学的には多系統わたる神経細胞の変性が認められる症例が多い。本研究では、脊髄小脳変性症における広範な神経病変と生化学的ならびに分子生物学的異常を明らかにするために、ミトコンドリア異常に着目した。第1にミトコンドリア遺伝子変異の分子生物学的解析を行なった。母系遺伝の疑われる本症の患者2例について、血液細胞のmtDNAをPCR法により増幅し、蛍光プライマ-法により全自動DNA分析システムを用いて、その全塩基配列の決定した。血液細胞を用いた塩基配列の決定は、骨格筋ならびに脳組織を材料とした場合より困難であったが、第1次増幅に用いる鋳型DNAの量を増すことによって解決できた。さらに病因となる可能性のあるmtDNA変異を検討している。来年度には、それぞれのmtDNA変異について、他の家系ならびに患者の家族における変異の有無を分析し、発症と変異遺伝子の関連を明らかにする予定である。脊髄小脳変性症患者の剖検脳組織における免疫組織化学的解析、ならびに患者組織のミトコンドリアにおける生化学的・免疫化学的検索については来年度実施する。また研究代表者らは、細胞のエネルギ-産生および酸素代謝に重要な役割を果たしているミトコンドリア遺伝子の変異の蓄積が、エネルギ-産生障害を引き起こすと同時に、異常ミトコンドリアからの活性酸素ラジカルの漏出の増加をもたらし、これが分裂終了細胞である神経細胞の変性・壊死および加齢に伴う退行性病変における重要な因子となっていることを示した。

Research Products

• [Publications] E.Byrne: "Functional respiratory chain studies in mitochondrial cytopathies.Support for mitochondrial DNA heteroplasmy in myoclonus epilepsy and ragged red fibers(MERRF)syndrome" Acta Neuropathol.(Berl). 813. 18-323 (1991)
• [Publications] K.Hattori: "Ageーdependent increase in deleted mitochondrial DNA in the human heart:possible contributory factor to presbycardia" Am.Heart J.121. 1735-1742 (1991)
• [Publications] M.Hayakawa: "Massive conversion of guanosine to 8ーhydroxyーguanosine in mouse liver mitochondrial DNA by administration of azidothymidine" Biochem.Biophys.Res.Commun.176. 87-93 (1991)
• [Publications] M.Hayakawa: "Ageーassociated accumulation of 8ーhydroxydeoxyguanosine in mitochondrial DNA of human diaphragm" Biochem.Biophys.Res.Commun.179. 1023-1029 (1991)
• [Publications] H.Ino: "Mitochondrial leucine tRNA mutation in a mitochondrial encephalomyopathy" Lancet. 337. 234-235 (1991)
• [Publications] M.Katayama: "Deleted mitochondrial DNA in the skeletal muscle of aged individuals" Biochem.Int.25. 47-56 (1991)
• [Publications] K.Ohno: "Direct DNA sequencing from colony:analysis of multiple deletions of mitochondrial genome" Biochim.Biophys.Acta. 1090. 9-16 (1991)
• [Publications] K.Ohno: "Mitochondrial DNA deletions in inherited recurrent myoglobinuria." Ann.Neurol.29. 364-369 (1991)
• [Publications] Y.Ota: "Detection of platelet mitochondrial DNA deletions in KearnsーSayre syndrome" Inv.Ophthalmol.Vis.Sci.32. 2667-2675 (1991)
• [Publications] T.Ozawa: "Distinct clustering of point mutations in mitochondrial DNA among patients with mitochondrial encephalomyopathies and with Parkinson's disease" Biochem.Biophys.Res.Commun.176. 938-46 (1991)
• [Publications] T.Ozawa: "Patients with idiopathic cardiomyopathy belong to the same mitochondrial DNA gene family of Parkinson's disease and mitochondrial encephalomyopathy" Biochem.Biophys.Res.Commun.177. 518-525 (1991)
• [Publications] M.Tanaka: "Biochem.Biophys.Res.Commun." Mitochondrial DNA mutations in mitochondrial myopathy,encephalopathy,lactic acidosis,and strokeーlike episodes(MELAS). 174. 861-868 (1991)
• [Publications] K.Hattori: "A case report of cardiomyopathy with mitochondrial DNA mutations" Am.Heart J.(1992)
• [Publications] K.Sahashi: "Increased mitochondrial DNA deletions in the skeletal muscle of myotonic dystrophy" J.Gerontol.(1992)
• [Publications] K.Torii: "Agingーassociated deletions of human diaphragmatic mitochondrial DNA" Am.J.Respir.Cell.Mol.Biol.(1992)
• [Publications] M.Tanaka: "″Mitochondrial DNA mutations in mitochondrial myopathy,encephalopathy,lactic acidosis,and strokeーlike episodes(MELAS).″" Techniques of Molecular Neurobiolgy.Langstaff ed.Humana Press.Clifton., (1992)