Elucidation of the Common Basis of Physiological and Pathological Aging of the Heart Focusing on Mitochondrial Dynamics

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16527
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
• Research Institution: Jichi Medical University (2021-2022); Tokyo University of Pharmacy and Life Science (2019)
• Principal Investigator: Tokuyama Takeshi 自治医科大学, 医学部, 助教 (30808093)
• Project Period (FY): 2021-03-01 – 2023-03-31
• Keywords: ミトコンドリアダイナミクス / 老化 / 心筋梗塞 / MITOL / MARCH5 / Drp1 / 遺伝子治療

Outline of Final Research Achievements

Mitochondria regulate their shape through fission and fusion, and excessive fission can cause dysfunction and cell damage. This study explores how MITOL, a mitochondrial ubiquitin ligase, controls mitochondrial morphology by degrading the fission factor Drp1. Using mice with MITOL deletion in cardiomyocytes, we observed phenotypes of cardiac aging. Additionally, Drp1 inhibition alleviated cellular senescence related to MITOL reduction. These results suggest that impaired MITOL function can lead to abnormal mitochondrial morphology and accelerated aging, shedding light on the mechanisms behind mitochondrial morphology and aging.

Free Research Field

病態生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超高齢化社会の到来により加齢性疾患の根治が大きな問題となっている。哺乳類の老化の基本メカニズムは未だ不明瞭なところが多く、これらを生物学的根拠に基づいて明らかにし、老化回避の方策を開発することが必要である。本研究では「生理的老化」と「病的老化」の双方において、新しくミトコンドリアユビキチンリガーゼMITOLの機能低下がその上流に存在することを示した。また、ミトコンドリア形態調節がこれらの老化基盤を作ることを明らかにした。この成果は、新規にMITOLという分子が形態調節を通じて組織老化に関与すること、ミトコンドリアの形態異常は老化の病態基盤である可能性を示唆することに繋がり有益な知見となりうる。