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2008 Fiscal Year Annual Research Report

ミトコンドリア機能障害に対する細胞レベルでの新規生化学診断法の構築

Research Project

Project/Area Number 20790760
Research InstitutionNational Center of Neurology and Psychiatry

Principal Investigator

畠山 英之  National Center of Neurology and Psychiatry, 神経研究所・疾病研究第二部, 流動研究員 (70466225)

Keywordsミトコンドリア病 / 生化学的機能解析 / 患者組織由来細胞 / ミトコンドリア生合成系
Research Abstract

本研究では、ミトコンドリア病の一次的要因となりうるミトコンドリア機能障害を患者組織由来の細胞レベルで検出しうる生化学的機能解析法を新規に創出することを目指し、細胞内エネルギー産生に関与するミトコンドリア電子伝達系、クエン酸回路、解糖系中の主要な酵素群に対する機能解析技術を構築した。
市販の細胞株(HeLa細胞)およびHeLa細胞からの単離ミトコンドリアを用い、解析対象であるミトコンドリア呼吸鎖複合体I、II、III、IV、V、クエン酸合成酵素、ピルビン酸脱水素酵素の機能活性をミトコンドリア・細胞レベルで定量解析可能とした。また、単離ミトコンドリアを用い、他のミトコンドリア電子伝達系構成因子であるチトクロームc存在量の定量化、補酵素Q10の酸化還元状態の検出に成功した。さらに、Blue nativeゲル電気泳動の手法を用い、ミトコンドリア呼吸鎖複合体I、II、III、IV、Vの分子構造の検出手段を確立した。
一方、ミトコンドリアはエネルギー産生のみならず、酸化ストレス、各種シグナル伝達、アポトーシスなどの制御を司っていることが知られている。本研究では、培養細胞を用いたミトコンドリア特異的な活性酸素種の検出、膜電位変化依存的なタンパク輸送能の解析、活性型カスパーゼ依存的なアポトーシス細胞死の検出にも成功しており、ミトコンドリア機能の多様性に対応した包括的生化学機能解析の方法論が確立できた。
本研究成果から、患者より採取した生検材料(筋肉・皮膚組織)由来細胞および単離ミトコンドリアに対し、タンパク・ミトコンドリア・細胞レベルでの包括的生化学機能解析を導入することで、ミトコンドリア病における新規変異の病因性の検討や病態発生の機序の解明が期待できる。現在、従来の病理組織学的解析・分子遺伝学的解析のみでは確定診断に至らなかった患者群を対象とした生化学的機能解析を実施している。

  • Research Products

    (3 results)

All 2008

All Presentation (3 results)

  • [Presentation] 新規に発見されたtRNA-Trp遺伝子中のc5541t変異は、ミトコンドリアの機能傷害を伴う細胞レベルでの重篤な表現型を示す2008

    • Author(s)
      畠山英之・小牧宏文・後藤雄一
    • Organizer
      第8回日本ミトコンドリア学会年会
    • Place of Presentation
      東京女子医科大学弥生講堂
    • Year and Date
      2008-12-18
  • [Presentation] 培養筋芽細胞によるCytochrome coxidase欠損症の機能診断2008

    • Author(s)
      畠山英之・後藤雄一
    • Organizer
      第31回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2008-12-12
  • [Presentation] Two mutations at the opposite sites in anticodon stem of mitochondrial tRNA-Trp gene cause different phenotypes on cytochrome coxidase activity2008

    • Author(s)
      Hideyuki Hatakeyama, Hirofumi Komaki, Yu-ichi Goto
    • Organizer
      The 58th Annual Meeting of the American Society of Human Genetics
    • Place of Presentation
      Pennsylvania Convention Center, USA
    • Year and Date
      2008-11-12

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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