2017 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation mechanism of intracellular oxygen and calcium by mitofusin
Publicly Offered Research
| Project Area | Oxygen biology: a new criterion for integrated understanding of life |
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| Project/Area Number |
17H05537
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
山村 寿男 名古屋市立大学, 大学院薬学研究科, 准教授 (80398362)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ミトフュージン / ミトコンドリア / 筋小胞体 / カルシウム / 血管 / 平滑筋 / ATP / イオンチャネル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
あらゆる細胞種において、細胞内情報伝達の要となる細胞内カルシウム濃度変化は、細胞膜上のイオンチャネルやカルシウム貯蔵部位である筋小胞体とミトコンドリアによって緻密な制御を受けている。ミトコンドリアは生体において、主要なエネルギー産生の場として重要である。また、ミトコンドリアによるエネルギー産生は、カルシウム濃度依存的に行われるが、これを効率的に行うためにミトコンドリアと筋小胞体は互いに近接していると想定されている。このオルガネラ間の近接を担う分子として、ミトコンドリア外膜および筋小胞体上にミトフュージン2が存在する。ミトフュージン2はアミノ末端領域にGTPaseドメインを持ち、ミトコンドリア外膜の融合を担うことが知られているが、ミトコンドリア機能に対するミトフュージン2の役割に関しては不明な点が多い。本研究課題では、血管平滑筋細胞のミトコンドリアに着目し、血管平滑筋細胞におけるミトフュージン2によるミトコンドリア機能への影響を明らかにすることを目指した。その結果、血管平滑筋細胞のミトコンドリアにおいて、ミトフュージン2ノックダウンによりミトコンドリアへのカルシウム取り込み活性が減少することが分かった。また、ミトコンドリア膜電位はミトフュージン2ノックダウンによって減少した。次に、定常状態におけるミトコンドリア内ATPは、ミトフュージン2をノックダウンした群で減少が認められた。以上の結果、ミトフュージン2は血管平滑筋においてミトコンドリアカルシウム動態やミトコンドリア膜電位の制御を介してATP産生に寄与していると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題の主な目的である、血管平滑筋細胞のミトフュージン2によるミトコンドリア機能への影響を一部明らかにすることが出来たため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の1年目にミトフュージンの血管平滑筋における生理機能を明らかにすることができた。2年目は、ミトフュージンの機能破綻を発端とする各種循環器疾患に着目し、研究を展開する予定である。特に、肺高血圧症、門脈圧亢進症、高血圧症などにおいて、ミトフュージンの発現変化をリアルタイムPCR法、ウェスタンブロット法、免疫抗体染色法で解析する。発現変化が認められた場合には、画像・電流測定などの機能解析を行い、ミトフュージンの病態における機能変化を明らかにすることを目指す。
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