• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2018 Fiscal Year Annual Research Report

An approach from crosstalks of nuclei-mitochondria to disease mechanisms of mitochondrial diseases

Research Project

Project/Area Number 16K18535
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

石川 香  筑波大学, 生命環境系, 助教 (40734827)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsミトコンドリア / mtDNA / Drp1 / ミトコンドリア・ダイナミクス / 呼吸機能 / 貧血
Outline of Annual Research Achievements

ミトコンドリアDNA(mtDNA)の病原性突然変異と、核DNAにコードされたミトコンドリア関連遺伝子の一つであるミトコンドリア分裂因子Drp1の機能不全を併せ持つモデルマウスを用いて病態解析を行った。その結果、Drp1機能不全はmtDNA突然変異による病態をより重篤化させることが明らかになった。
mtDNAの突然変異の蓄積は組織細胞の呼吸機能を低下させるが、Drp1の機能不全が加わると、より低いmtDNA変異率の場合でも呼吸機能が低下することが解った。また、mtDNA変異の蓄積による軽度の貧血症状が、Drp1機能不全によってより重篤な慢性貧血へと進行し、ヒトミトコンドリア病のピアソン症候群で特徴的とされる鉄芽球性貧血を示唆する所見も認められるようになった。末梢血および骨髄における血球のフローサイトメーターを用いた解析により、mtDNA突然変異とDrp1機能不全を併せ持つマウスでは、未成熟な赤血球が末梢血に漏出する割合が有意に増加していることも明らかとなった。そのほか、白血球の構成比率や血球におけるミトコンドリアの膜電位なども、mtDNA突然変異とDrp1機能不全が共存することによってより大きな変化を受けることが解った。
こうした結果は、Drp1によって支配されるミトコンドリアの分裂がmtDNAの突然変異の蓄積による病態発症を抑制する作用があることを意味している。本研究を通じて、核DNAにコードされたミトコンドリア関連遺伝子がミトコンドリアの機能に応じてそれを補完するように作用し得ること、すなわち核とミトコンドリアとの間にクロストークが存在することを証明することができた。

  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Concentration of mitochondrial DNA mutations by cytoplasmic transfer from platelets to cultured mouse cells2019

    • Author(s)
      Ishikawa Kaori、Kobayashi Kohei、Yamada Akihito、Umehara Moe、Oka Toshihiko、Nakada Kazuto
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 14 Pages: e0213283

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0213283

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Acquired expression of mutant Mitofusin 2 causes progressive neurodegeneration and abnormal behavior2019

    • Author(s)
      Ishikawa Kaori、Yamamoto Satoshi、Hattori Satoko、Nishimura Naoya、Mito Takayuki、Matsumoto Hirokazu、Miyakawa Tsuyoshi、Nakada Kazuto
    • Journal Title

      The Journal of Neuroscience

      Volume: 39 Pages: 1588-1604

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.2139-18.2018

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mito-mice? and mitochondrial DNA mutator mice as models of human osteoporosis caused not by aging but by hyperparathyroidism2018

    • Author(s)
      Mito Takayuki、Tani Haruna、Suzuki Michiko、Ishikawa Kaori、Nakada Kazuto、Hayashi Jun-Ichi
    • Journal Title

      Experimental Animals

      Volume: 67 Pages: 509~516

    • DOI

      10.1538/expanim.18-0060

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mice deficient in the Shmt2 gene have mitochondrial respiration defects and are embryonic lethal2018

    • Author(s)
      Tani Haruna、Ohnishi Sakiko、Shitara Hiroshi、Mito Takayuki、Yamaguchi Midori、Yonekawa Hiromichi、Hashizume Osamu、Ishikawa Kaori、Nakada Kazuto、Hayashi Jun-Ichi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Pages: 425

    • DOI

      10.1038/s41598-017-18828-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] マウス培養細胞は組織よりも高い割合のミトコンドリアDNA突然変異を許容できる2018

    • Author(s)
      石川香、小林晃平、山田亮仁、梅原萌、岡敏彦、中田和人
    • Organizer
      第18回日本ミトコンドリア学会年会
  • [Presentation] The D210V mutation of Mfn2 in neurons induces different pathologies in severity depends on its expression timing2018

    • Author(s)
      Kaori Ishikawa
    • Organizer
      Keystone Symposia “Mitochondrial Biology”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The importance of Mfn2 in neuronal function from juvenile to adult phase2018

    • Author(s)
      Kaori Ishikawa, Satoshi Yamamoto, Satoko Hattori, Naoya Nishimura, Takayuki Mito, Hirokazu Matsumoto, Tsuyoshi Miyakawa, Kazuto Nakada
    • Organizer
      International YoungMito “The 1st International Mitochondria Meeting for Young Scientists”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Progressive neurodegeneration and abnormal behavior were caused by acquired expression of mutant Mitofusin 2 in neurons2018

    • Author(s)
      Kaori Ishikawa, Satoshi Yamamoto, Satoko Hattori, Naoya Nishimura, Takayuki Mito, Hirokazu Matsumoto, Tsuyoshi Miyakawa, Kazuto Nakada
    • Organizer
      The 41st Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 筑波大学生命環境系 中田・石川研HP

    • URL

      http://www.biol.tsukuba.ac.jp/nakada_ishikawa/index.html

  • [Remarks] 筑波大学 注目の研究

    • URL

      http://www.tsukuba.ac.jp/attention-research/r201903291000.html

URL: 

Published: 2019-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi