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

1992 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 / エネルギー産生 / 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に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変性へのミトコンドリアの機能異常の関与を明らかにするために、患者のミトコンドリア遺伝子の変異を解析した。血液細胞から抽出したDNAを鋳型として用いmtDNAをPCR法により一次増幅した。次に一本鎖DNAを非対称PCR増幅法を用いて一次増幅産物を鋳型として増幅した。二次増幅産物を鋳型として、蛍光プライマーを用いてSanger法によりシークエンス反応を行った。全塩基配列の決定には自動DNAシークエンサーを用いた。60例の患者において、塩基配列分析と制限酵素切断片の解析から、MERRF症候群の患者において報告されている塩基番号8344のAからGへの塩基転位、および小脳性失調・網膜色素変性・肥大型心筋症を合併した患者において観察された塩基番号8993のGからTへの塩基転換は観察されなかった。そこで母系遺伝の疑われる本症の患者2例について、mtDNAの全塩基配列を決定した。その結果、非翻訳領域、rRNA遺伝子、およびmRNA遺伝子に複数の変異が見い出された。43例の全塩基配列との比較から、これらの変異の一部は他の疾患コントロールおよび正常コントロールにおいても見い出された。症例2において見られた非同義置換のうち、ND2遺伝子とATP6遺伝子の変異は、パーキンソン病の患病と1例のコントロールにおいても観察された。今回の症例で同定された種間の保存されているアミノ酸の置換やrRNA遺伝子における点変異の、脊髄小脳変性症における神経変性の機序への関わりをさらに検討するために、今後正常群および疾患群におけるmtDNAの塩基多様性についてさらに解析を行う必要がある。

Research Products

• [Publications] Y.Mizuno: "Mitochondrial energy crisis in Parkinson's disease." Adv Neurol. 60. 282-7 (1993)
• [Publications] T.Ito: "Mitochondrial DNA mutations in cardiomyopathy." Jpn Circ J. 56. 1045-53 (1992)
• [Publications] M.Kanai: "Mitochondrial dysfunction in the non-obstructed lobe of rat liver after selective biliary obstruction." Hepatogastroenterology. 39. 385-91 (1992)
• [Publications] T.Obayashi: "Point mutations in mitochondrial DNA in patients with hypertrophic cardiomyopathy." Am.Heart J.24. 1263-1269 (1992)
• [Publications] K.Sahashi: "Increased mitochondrial DNA deletions in the skeletal muscle of myotonic dystrophy." Gerontology. 38. 18-29 (1992)
• [Publications] K.Torii: "Aging-associated deletions of human diaphragmatic mitochondrial DNA." Am J Respir Cell Mol Biol. 6. 543-9 (1992)
• [Publications] H.Yamamoto: "Significant existence of deleted mitochondrial DNA in cirrhotic liver surrounding hepatic tumor." Biochem Biophys Res Commun. 182. 913-20 (1992)
• [Publications] N.Hattori: "Immunohistochemical studies on complexesI,II,III,andIV of mitochondria in Parkinson's disease." Ann Neurol. 30. 563-71 (1991)
• [Publications] M.Katayama: "Deleted mitochondrial DNA in the skeletal muscle of aged individuals." Biochem Int. 25. 47-56 (1991)
• [Publications] Y.Ota: "Detection of Deletions in Platelet mitochondrial DNA in Kearns-Sayre syndrome using polymerase chain reaction." Nippon Ganka Gakkai Zasshi. 95. 776-82 (1991)
• [Publications] T.Ozawa: "Mitochondrial DNA mutations and disturbances of energy metabolism in myocardium." Jpn Circ J. 55. 1158-64 (1991)