ミトコンドリア異常症の分子遺伝学的病態解析および遺伝子診断法、治療法の確立

• 研究課題/領域番号: 03454269
• 研究種目: 一般研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 小児科学
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 桃井 真里子 (桃井 真理子) 自治医科大学, 医学部, 助教授 (90166348)
• 研究分担者: 小黒 範子 自治医科大学, 医学部, 助手 (10214107) ; 市橋 光 自治医科大学, 医学部, 助手 (70213006) ; 下泉 秀夫 自治医科大学, 医学部, 助手 (30196547) ; 香川 靖雄 (香川 靖夫) 自治医科大学, 医学部, 教授 (30048962)
• 研究期間 (年度): 1991 – 1993
• 研究課題ステータス: 完了 (1993年度)
• 配分額: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円); 1993年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1992年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 1991年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: ミトコンドリア異常症 / ミトコンドリア遺伝子 / MELAS / ヘテロプラスミ- / 母系遺伝 / ニトコンドリア異常症 / ヘテロプラスミー / ミトコンドリアDNA / ミトコンドリアtRNAーLeu

研究概要

ミトコンドリア異常症の内で最も頻度の高い疾患であるMELASに焦点を当てて、その分子遺伝学的病態解析を行った。ミトコンドリア異常症の特徴は、変異ミトコンドリア遺伝子(mtDNA)の量と病態発現が密接に関連する点であり、この点は、核遺伝子異変による疾患とは本質的に異なる。我々は独自の方法論を用いて、以下の点を明らかにした。
(1)mtDNAの3243番目の塩基置換A-Gは、MELASにおける電子伝達系酵素活性低下に病因であることを証明した。患者から得たクローン化筋細胞を用いて、1塩基置換によって、電子伝達系酵素チロクローム酸化酵素活性低下が来ることを証明した。これは、塩基置換が高頻度に生じるmtDNAの塩基置換が病因であると断定する際の最も優れた方法論である。
(2)チトクローム酸化酵素活性を電顕で検出するには種々の問題点があり、偽陰性が多く、MELAS病態の反映になりにくかったが、電顕細胞化学における方法論の検討から、偽陰性の少ない方法論を確立し、病態解析に有用であることを報告した。これにより、患者細胞内の多数のミトコンドリアにおける変異遺伝子発現を個々のミトコンドリアにおいて解析でき細胞内での変異遺伝子発現解析に有用であった。
(3)MELAS変異遺伝子の定量的PCR解析を行い、MELAS病因であるmtDNA変異が母系遺伝子、3家系では末梢血における変異遺伝子量は継代的に増加すること、患者では全組織に変異遺伝子が存在することが判明した。さらに、1個の細胞による定量解析法を確立し、患者においては細胞内ヘテロプラスミ-が存在することを証明した。

研究成果

• [文献書誌] Kobayashi Y,Momoi MY,et al.: "Respiration-deficient cells arecaused by a single point mutation in the mitochondrial tRNA-Leu(UUR)gene in MELAS." American J.of Human Genetics. 49. 590-599 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kobayashi Y,Momoi MY,et al.: "The mutant mitochondreal genes in MELAS were selectively amplified through generations." J.of Inherited Metabolic Diseases. 15. 803-808 (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Oguro N,Momoi MY,et al.: "Effect of freezing oneytochrome c oxidase cytochemistry in cells in monolayer culture" Acta Mistochemica et Cytochemica. 25. 523-531 (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kobayasi Y,Momoi MY,et al.: "Respiration-deficient cells are caused by a single point mutation in the mitochondrialtRNA-Leu(UUR)gene in MELAS." Amer.J.Human Genetics. vol.49. 590-599 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kobayasi Y,Momoi, MY., et al.: "The mutant mitochondrial genes in MELAS were selectively amplified through generations." J.Inher.Metab.Dis.vol.15. 803-808 (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Oguro N,Momoi, MY., et al.: "Effect of freeezing on cytochrome c oxidase cytochemistry in cells in monolayr culture." Acta Histochem.Cytochem. vol.25. 523-531 (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kobayashi Y.momoi MY.: "Respiration-deficient cells are caused by asingle point mutation in the mitochondrial tRNA-Leu(uuR)gene in MELAS." American Journal of Human Genetics american gsurnal of Human Gesetics. 49. 590-599 (1991)
• [文献書誌] Kobayashi Y.momoi et al.: "The mutant mitochondrial genes in MELAS were selectively amplified thsociglr genersitcns" gournal of Inherited Metabolic D isersel.15. 803-808 (1992)
• [文献書誌] oguro N.Momoi MY,et al.: "Effict of freezing on cytochyomo C cytochemistry in cells in ninddadyei ceiltuce." acta.Histo chenica et citochemica. 25. 523-531 (1992)
• [文献書誌] Kobayashi,Y.: "The mutant genes in mitochondrial myopathy,encephalapalhy,lactic acidosis and stroke-like episodes are selectively amplified throiyh generations." J.Inher.Metab.Dis. 15. 803-808 (1992)
• [文献書誌] Oguro.N.: "The effect of freezing to cytochrome c oxidase cyto chemistry on cells in monolayer cullmu" Acta Histochemica Cytochemica. 25. 523-531 (1992)
• [文献書誌] Kobayashi Y,Momr,MY,Tominaga K,et al.: "A point meetation in the mitochonduial tRNA^<Leu>(uuR)gene in MELAS." Biochem Biophys Res Commun. 173. 816-822 (1990)
• [文献書誌] Kobayashi Y,Momoi MY,Tominaga K,et al.: "Respirationーdeficient cells are caused by a single point mutation in the mitochondrial tRNAーLen(uuR)gene in mitochondrial ryopathy,encephalopathy,laitic aidosis are strobilihc episodes." am J Hum Genet. 49. 590-599 (1991)
• [文献書誌] Kabayashi Y,Momoi MY,Ichihusui K,et al.: "The amplification of the mutont genes in mitochondrial myopatry,encephalopathy,lactic acicdosis and strokelike episodes," J,Inherit,Metab,Dis.(1992)
• [文献書誌] Kobayashi Y,Momoi MY,Itoh S,et al.: "The widespread distirb eition of the deleted mitochonduial DNA in Pearson syndrome." J,Neural,Sci.(1992)