Regulation of cardiac and vascular function via membrane trafficking mediated by class II PI3K

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K07260
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 48020:Physiology-related
• Research Institution: The University of Tokyo (2021-2022); Kanazawa University (2020)
• Principal Investigator: Aki Sho 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任助教 (80767210)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ホスホイノシタイド / ミトコンドリア / ミトコンドリア融合

Outline of Final Research Achievements

Cardiac-specific PI3KII double knockout (DKO) mice showed mitochondrial abnormalities and cardiac dysfunction. Furthermore, PI3KII knockdown (KD) induced excessive mitochondrial fragmentation, and it was found that PI(3,4)P2 metabolized by PI3KIIs acts on the outer mitochondrial membrane to initiate mitochondrial fusion. Furthermore, in PI3KIIs KD cells, the accumulation of PI(4)P promoted excessive division and fragmentation of mitochondria, leading to impaired mitochondrial function and the accumulation of reactive oxygen species. These findings suggest that the excessive mitochondrial fragmentation observed in PI3KIIs KD cells can cause severe mitochondrial functional abnormalities.

Free Research Field

分子細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ミトコンドリアは「エネルギー産生を担う均質なオルガネラ」という古典的概念から「代謝コミュニケーションにより高次機能を制御するオルガネラ」へと変貌してきた。ミトコンドリアの融合と分裂（ミトコンドリアダイナミクス）のバランスは、ミトコンドリアの形態・機能を維持する生命現象の根幹とも言えるイベントであるが、未だメカニズムの十分な解明には至っていない。本研究成果から、PI(3,4)P2が未解明であったミトコンドリア融合機構を担うPIPs代謝物であることが明らかとなったに留まらず、代謝物により制御されるオルガネラ恒常性維持機構という新たな視点から、細胞生理学・病態生理学に新たなフレームワークを与える。