Basic research for quantification of mitochondrial DNA copy number and mutations associated with aging

2008 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18590317
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Human genetics
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Institute of Gerontology
• Principal Investigator: NISHIGAKI Yutaka Tokyo Metropolitan Institute of Gerontology, 東京都老人総合研究所, 研究副部長 (80296988)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TANAKA Masashi 財団法人東京都高齢者研究・福祉振興財団, 東京都老人総合研究所, 研究部長 (60155166) ; FUKU Noriyuki 財団法人東京都高齢者研究・福祉振興財団, 東京都老人総合研究所, 主任研究員 (40392526)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Keywords: ゲノム / ミトコンドリア / 加齢 / ゲノム定量

Research Abstract

1.【ミトコンドリアゲノム多型および変異の網羅的解析】ヒトのミトコンドリアゲノム(ミトコンドリアDNA, 以下mtDNA)の加齢に伴う影響を検討した。mtDNAは、核DNAに比較して多様性が高く、多くの遺伝子多型が存在し、また、糖尿病や難聴などの症状を呈するミトコンドリア病の原因遺伝子変異が、数多く報告されている。mtDNAの加齢に伴う影響を検討する際には、これらの遺伝子多型および病因遺伝子変異を的確に同定する必要がある。遺伝子多型を明らかにするためには、数千人を対象とした大規模関連解析を行うことが必要であり、mtDNA多型を網羅的かつ迅速に分析するシステムの開発が必須であった。また、mtDNA病因変異は、ミトコンドリア病のみならず、糖尿病などの生活習慣病の原因になり、さらにその変異率の量的変化は、加齢による影響を直接的・間接的に受ける。したがって、蛍光ビーズを利用して主要な42種類のmtDNA病因変異を迅速に分析する解析システムを開発した。
2.【健康長寿に関連するmtDNA遺伝的背景の解明】 東京都老人総合研究所・自立促進と介護予防研究チーム「お達者健診」における、約500人の健常高齢男女、また、社会参加とヘルスプロモーション研究チームの65歳以上の住民を対象とした介護予防健診「草津町にっこり健診」650人から、それぞれ適正なインフォームド・コンセントの手続きを経て収集した血液試料ならびに関連情報を解析し、糖尿病・メタボリック症候群・脳梗塞・心筋梗塞・慢性腎臓病などの生活習慣病と、それらに関連するmtDNAおよび核DNA多型を分析した。(一部解析終了)
3.【mtDNAの加齢の影響の検討】 加齢に伴うmtDNAの量的変化の迅速解析法を開発することを目的とした。一方、mtDNA多型や病因変異は一般的に母系遺伝し、遺伝的体質や寿命との関係が明らかになっている。したがって双方を解析する事で、個人の遺伝的体質のみならず加齢に伴うmtDNAを網羅的に評価する事が可能である。収集した唾液から抽出したmtDNAにおける加齢の影響は明らかではなかったが、骨格筋などでは研究代表者らが開発したmtDNA定量法は、mtDNAの核DNAとの相対比率を評価することにより、mtDNAの増減を明らかにできる。

Research Products

• [Journal Article] Association of a polymorphism of apolipoprotein E gene with chronic kidney disease in Japanese individuals with metabolic syndrome. (2009)
  • Author(s): Yoshida T, Kato K, Fujimaki T, Yokoi K, Oguri M, Watanabe S, Metoki N, Yoshida H, Satoh K, Aoyagi Y, Nishigaki Y, Tanaka M, Nozawa Y, Yamada Y.
  • Journal Title: Genomics 93 Pages: 221-226
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Association of genetic variants with chronic kidney disease in Japanese individuals with type 2 diabetes mellitus. (2009)
  • Author(s): Yoshida T, Kato K, Yokoi K, Watanabe S, Metoki N, Yoshida H, Satoh K, Aoyagi Y, Nishigaki Y, Suzuki T, Nozawa Y, Yamada Y.
  • Journal Title: Int J Mol Med 23 Pages: 529-537
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Association of gene polymorphisms with chronic kidney disease in high-risk or low-risk subjects defined by conventional risk factors (2009)
  • Author(s): Yoshida T, Kato K, Yokoi K, Oguri M, Watanabe S, Metoki N, Yoshida H, Satoh K, Aoyagi Y, Nishigaki Y, Nozawa Y, Yamada Y.
  • Journal Title: Int J Mol Med 23 Pages: 785-792
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Association of genetic vriants with myocardial infarction in Japanese individuals with chronic kidney disease. (2009)
  • Author(s): Fujimaki T, Kato K, Yoshida T, Oguri M, Watanabe S, Metoki N, Yoshida H, Satoh K, Aoyagi Y, Nishigaki Y, Tanaka M, Nozawa Y, Kimura G, Yamada Y.
  • Journal Title: Thromb Haemost 101 Pages: 963-968
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Association of candidate gene polymorphisms with chronic kidney disease in Japanese individuals with hypertension. (2009)
  • Author(s): Yoshida T, Kato K, Yokoi K, Watanabe S, Metoki N, Satoh K, Aoyagi Y, Nishigaki Y, Nozawa Y, Yamada Y.
  • Journal Title: Hypertens Res 32 Pages: 411-418
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Association of genetic variants with chronic kidney disease in individuals with different lipid profiles. (2009)
  • Author(s): Yoshida T, Kato K, Yokoi K, Oguri M, Watanabe S, Metoki N, Yoshida H, Satoh K, Aoyagi Y, Nishigaki Y, Nozawa Y, Yamada Y.
  • Journal Title: Int J Mol Med 24 Pages: 233-246
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 蛍光ビーズアレイを用いたミトコンドリアDNAの網羅的迅速解析法 (2009)
  • Author(s): 西垣裕、上野仁美、細矢博子、福典之、田中雅嗣
  • Journal Title: 基礎老化研究 33 Pages: 23-26
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 第5章神経の変性・老化とミトコンドリア (2009)
  • Author(s): 西垣裕、田中雅嗣
  • Journal Title: 脳内老化制御とバイオマーカー Pages: 65-76
• [Journal Article] その他の寿命関連遺伝子-ミトコンドリア遺伝子.アンチエイジング医学-基礎・臨床研究の進歩- (2009)
  • Author(s): 西垣裕、田中雅嗣
  • Journal Title: 日本臨床 67 Pages: 1299-1305
• [Journal Article] Functionally Dominant Mitochondrial DNA Mutation (2008)
  • Author(s): Sacconi S, Salviati L, Nishigaki Y, 以下省略12.
  • Journal Title: Hum Mol Genet 17 Pages: 1814-20
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitochondrial DNA Haplogroup D4a is a Marker for Extreme Longevity in Japan. (2008)
  • Author(s): Bilal E, Rabadan R, Alexe G, Fuku N, Ueno H, Nishigaki Y, Fujita Y, Ito M, Arai Y, Hirose N, Ruckenstein A, Bhanot G, Tanaka M.
  • Journal Title: PLoS ONE 3 Pages: e2421
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ミトコンドリアと酸化ストレス、アポトーシス (2008)
  • Author(s): 西垣裕、福典之、田中雅嗣
  • Journal Title: Medical Science Digest 34 Pages: 339-342
• [Journal Article] 「Industry News」蛍光ビーズアレイを用いたミトコンドリアDNA網羅的迅速解析法の有用性 (2008)
  • Author(s): 阿部由紀子、西垣裕
  • Journal Title: Medical Science Digest 34 Pages: 361-365
• [Journal Article] ミトコンドリアDNAと寿命, 遺伝子変異蓄積とポリプラズミーのメカニズム, Mitochondrial DNA and longevity: Polyplasmy and accumulation of mtDNA mutation (2008)
  • Author(s): 西垣裕、田中雅嗣
  • Journal Title: 医学のあゆみ 227 Pages: 567-572
• [Journal Article] Women with mitochondrial haplogroup N9a are protected against metabolic syndrome. (2007)
  • Author(s): Tanaka M, Fuku N, Nishigaki Y, Matsuo H, Segawa T, Watanabe S, Kato K, Yokoi K, Yamaguchi S, Nozawa Y, Yamada Y.
  • Journal Title: Diabetes 56 Pages: 518-521
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitochondrial haplogroup N9b is protective against myocardial infarction in Japanese males. (2007)
  • Author(s): Nishigaki Y, Yamada Y, Fuku N, Matsuo H, Segawa T, Watanabe S, Kato K, Yokoi K, Yamaguchi S, Nozawa Y, Tanaka M.
  • Journal Title: Hum Genet 120 Pages: 827-836
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitochondrial haplogroup N9a confers resistance against type 2 diabetes in Asians. (2007)
  • Author(s): Fuku N, Park KS, Yamada Y, Nishigaki Y, Cho YM, Matsuo H, Segawa T, Watanabe S, Kato K, Yokoi K, Nozawa Y, Lee HK, Tanaka M.
  • Journal Title: Am J Hum Genet 80 Pages: 407415
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitochondrial haplogroup A is a genetic riskfactor for atherothrombotic cerebral infarction in Japanese females. (2007)
  • Author(s): Nishigaki Y, Yamada Y, Fuku N, Matsuo H, Segawa T, Watanabe S, Kato K, Yokoi K, Yamaguchi S, Nozawa Y, Tanaka M.
  • Journal Title: Mitochondrion 7 Pages: 72-79
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enrichment of longevity phenotype in mtDNA haplogroups D4b2b, D4a, and D5 in the Japanese population. (2007)
  • Author(s): Alexe G, Fuku N, Bilal E, Ueno H, Nishigaki Y, Fujita Y, Ito M, Arai Y, Hirose N, Bhanot G, Tanaka M.
  • Journal Title: Hum Genet 121 Pages: 347-356
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Letter to the Editor, Therapeutic potential of pyruvate therapy for mitochondrial diseases. (2007)
  • Author(s): Tanaka M, Nishigaki Y, Ibi T, Sahashi K. Koga Y.
  • Journal Title: Mitochondrion 7 Pages: 399-401
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ミトコンドリア機能異常と老年病(総説) (2007)
  • Author(s): 西垣裕、福典之、田中雅嗣
  • Journal Title: 老年医学update 2007-08, メジカルビュー社 Pages: 154-163
• [Journal Article] Analysis of mitochondrial DNA variants in Japanese patients with schizophrenia.
  • Author(s): Ueno H, Nishigaki Y, Kong QP, Fuku N, Kojima S, Iwata N, Ozaki N, Tanaka M.
  • Journal Title: Mitochondrion (印刷中) Pages: 0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Association of polymorphisms of THBS2 and HSPA8 with hypertension in Japanese individuals with chronic kidney disease.
  • Author(s): Oguri M, Kato K, Yokoi K, Watanabe S, Metoki N, Yoshida H, Satoh K, Aoyagi Y, Nishigaki Y, Yoshida H, Nozawa Y, Yamada Y.
  • Journal Title: Mol Med Rep (印刷中) Pages: 0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Association of genetic variants with chronic kidney disease in Japanese individuals.
  • Author(s): Yoshida T, Kato K, Fujimaki T, Yokoi K, Oguri M, Watanabe S, Metoki N, Yoshida H, Satoh K, Aoyagi Y, Nishigaki Y, Tanaka M, Nozawa Y, Kimura G, Yamada Y.
  • Journal Title: Clin J Am Soc Nephrol (印刷中) Pages: 0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Association of genetic variants with myocardial infarction in Japanese individuals with metabolic syndrome
  • Author(s): Oguri M, Kato K, Yokoi K, Itoh T, Metoki N, Yoshida H, Satoh K, Aoyagi Y, Nishigaki Y, Tanaka M, Nozawa Y, Yamada Y.
  • Journal Title: Atherosclerosis (印刷中) Pages: 0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitochondrial haplogroups associated with lifestyle-related diseases and longevity in the Japanese population. In: Gerontology and Geriatrics Science: Gene to Longevity, Takubo K, Maruyama N (eds)
  • Author(s): Nishigaki Y, Fuku N, Tanaka M.
  • Journal Title: Wiley-Blackwell, Hoboken, NJ (印刷中) Pages: 0
• [Presentation] The establishment of an expanded simultaneous swift diagnosing system for mitochondrial DNA pathological mutations. (2009)
  • Author(s): Nishigaki Y
  • Organizer: 61st Annual Meeting of the American Academy of Neurology
  • Place of Presentation: Seattle, U.S.A.
  • Year and Date: 2009-04-25
• [Presentation] 日本人トップアスリートに関連するミトコンドリアハプログループ (2008)
  • Author(s): 三上恵里
  • Organizer: 日本ミトコンドリア学会第8回年会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-12-18
• [Presentation] Leigh脳症およびミトコンドリア心筋症に対するピルビン酸ナトリウム経口投与の安全性と有効性の検証 (2008)
  • Author(s): 田中雅嗣
  • Organizer: 日本ミトコンドリア学会第8回年会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-12-18
• [Presentation] 厚生労働省 精神・神経疾患研究委託費「筋ジストロフィーに関連する疾患の病態解明と治療法の開発に関する研究」 (2008)
  • Author(s): 西垣裕
  • Organizer: 砂田班班会議「蛍光ビーズ多重解析システムを用いたミトコンドリアゲノム病因変異の迅速かつ網羅的診断法の確立」
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-12-14
• [Presentation] ミトコンドリア病の網羅的かつ迅速診断を目的とした蛍光ビーズアレイ・システムの構築 (2008)
  • Author(s): 西垣裕
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-09
• [Presentation] 日本人統合失調症患者におけるミトコンドリアDNAの解析 (2008)
  • Author(s): 上野仁美
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-09
• [Presentation] A new comprehensive diagnosing system for mitochondrial DNA mutations using suspension array technology. (2008)
  • Author(s): Nishigaki Y
  • Organizer: 5th Meeting of Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine (ASMRM)
  • Place of Presentation: Tianjin, China.
  • Year and Date: 2008-11-09
• [Presentation] 蛍光ビーズ多重解析システムを用いたミトコンドリア病病因変異の迅速・網羅的検出法の確立 (2008)
  • Author(s): 西垣裕
  • Organizer: 日本人類遺伝学会第53回大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-09-28
• [Presentation] 日本人統合失調症患者におけるミトコンドリアDNA多型の解析 (2008)
  • Author(s): 上野仁美
  • Organizer: 日本人類遺伝学会第53回大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-09-28
• [Presentation] 統合失調症患者で検出された新規ミトコンドリアDNA変異13418G>A(ND5: Gly361Glu) (2008)
  • Author(s): 上野仁美
  • Organizer: 日本人類遺伝学会第53回大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-09-28
• [Presentation] A new comprehensive diagnosing system for mitochondrial DNA mutations using fluorescent beads. (2008)
  • Author(s): Nishigaki Y
  • Organizer: The 7th European Meeting on Mitochondrial Pathology (Euromit 7)
  • Place of Presentation: Stockholm, Sweden.
  • Year and Date: 2008-06-11
• [Presentation] A novel comprehensive diagnosing system for mitochondrial DNA mutations using suspension array technology. (2008)
  • Author(s): Nishigaki Y
  • Organizer: 60th Annual Meeting of the American Academy of Neurology
  • Place of Presentation: Chicago, U.S.A.
  • Year and Date: 2008-04-12
• [Presentation] 蛍光ビーズアレイを用いたミトコンドリア病病因変異の網羅的迅速診断システムの構築 (2007)
  • Author(s): 西垣裕
  • Organizer: 日本ミトコンドリア学会第7回年会
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 2007-12-20
• [Presentation] ミトコンドリア病に対するピルビン酸療法の可能性 (2007)
  • Author(s): 田中雅嗣
  • Organizer: 日本ミトコンドリア学会第7回年会
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 2007-12-20
• [Presentation] 統合失調症患者におけるミトコンドリアDNA多型の解析 (2007)
  • Author(s): 上野仁美
  • Organizer: 日本ミトコンドリア学会第7回年会
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 2007-12-20
• [Presentation] ミトコンドリアハプログループは長寿に関連する (2007)
  • Author(s): 福典之
  • Organizer: 日本ミトコンドリア学会第7回年会
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 2007-12-20
• [Presentation] ミトコンドリア病の主要病因変異における網羅的迅速診断法の構築と検討 (2007)
  • Author(s): 西垣裕
  • Organizer: 日本ミトコンドリア学会第8回年会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-12-18
• [Presentation] ミトコンドリアゲノム多型研究の生活習慣病一次予防への活用-ミトコンドリアゲノム一塩基多型網羅的・迅速解析系の確立- (2007)
  • Author(s): 西垣裕
  • Organizer: 花王健康科学研究会第4回研究成果報告会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-12-08
• [Presentation] 厚生労働省 精神・神経疾患研究委託費「筋ジストロフィーに関連する疾患の病態解明と治療法の開発に関する研究」 (2007)
  • Author(s): 西垣裕
  • Organizer: 清水班 班会議「蛍光ビーズ多重解析システムを用いたミトコンドリアゲノム病因変異の迅速かつ網羅的診断法の確立」
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-12-07
• [Presentation] Ageing and mitochondrial neurogastrointestinal encephalomyopathy (MNGIE): an autosomal recessive mitochondrial disorder. (2007)
  • Author(s): Nishigaki Y
  • Organizer: The 8th Asia/Oceania Regional Congress of Gerontology and Geriatrics
  • Place of Presentation: Beijing, China.
  • Year and Date: 2007-10-22
• [Presentation] 生活習慣病に関連するミトコンドリアハプログループの検索を目的としたミトコンドリアゲノム一塩基多型網羅的・迅速解析系の確立. (2007)
  • Author(s): 西垣裕
  • Organizer: 日本人類遺伝学会第52回大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-09-12
• [Presentation] Ageing and an autosomal recessive mitochondrial disorder: mitochondrial neurogastrointestinal encephalomyopathy (MNGIE). (2007)
  • Author(s): 西垣裕
  • Organizer: 日本基礎老化学会第30回年会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2007-06-21
• [Presentation] Mitochondrial haplogroup D4a is enriched in Japanese semi-supercentenarians. (2007)
  • Author(s): 田中雅嗣
  • Organizer: 日本基礎老化学会第30回年会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2007-06-21
• [Presentation] Enrichment of longevity phenotype in mtDNA haplogroups D4b2b, D4a, and D5 in the Japanese. (2007)
  • Author(s): 田中雅嗣
  • Organizer: 日本基礎老化学会第30回年会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2007-06-21
• [Presentation] Women with mitochondrial haplogroup A are susceptible to atherothrombotic cerebral infarction. (2007)
  • Author(s): Nishigaki Y
  • Organizer: 59th Annual Meeting of the American Academy of Neurology
  • Place of Presentation: Boston, U.S.A.
  • Year and Date: 2007-04-28
• [Presentation] Mitochondrial haplogroups are associated with atherosclerosis-related diseases in Japanese. (2007)
  • Author(s): Nishigaki Y
  • Organizer: 4th ASMRM (Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine), Mitochondria
  • Place of Presentation: Seoul, South Korea.
  • Year and Date: 2007-02-04
• [Presentation] Mitochondrial haplogroup N9a confers resistance against type 2 diabetes in Asians. (2007)
  • Author(s): Fuku N
  • Organizer: 4th ASMRM (Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine), Mitochondria
  • Place of Presentation: Seoul, South Korea.
  • Year and Date: 2007-02-04