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マウスmtDNAと未知細胞質因子起因のミトコンドリア・老化関連疾患発症機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H02463
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 実験動物学
研究機関筑波大学

研究代表者

林 純一  筑波大学, 生存ダイナミクス研究センター, 名誉教授、生存ダイナミクス研究センター長 (60142113)

研究分担者 米川 博通  公益財団法人東京都医学総合研究所, 基盤技術研究センター, 特任研究員 (30142110)
高橋 智  筑波大学, 医学医療系, 教授 (50271896)
研究協力者 竹永 啓三  
三好 浩之  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
42,120千円 (直接経費: 32,400千円、間接経費: 9,720千円)
2018年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2017年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2016年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
キーワードmtDNA突然変異 / ヒトがん転移 / ミトコンドリア病 / ヒト老化の可逆的制御 / Shmt2遺伝子破壊マウス / 胚致死 / 1炭素代謝系 / がん転移 / ヒト老化の可逆性 / 自己免疫疾患 / 自然免疫 / マウス内在性ウイルス / mtDNA / マウス細胞質遺伝子 / 老化関連疾患 / shmt2遺伝子破壊マウス / マウス細胞質遺伝因子 / ミトコンドリア老化原因説 / ミトコンドリアがん転移原因説 / マウスmtDNA突然変異 / 細胞質遺伝因子 / ミトコンドリアDNA / 老化 / 内在性ウイルス
研究成果の概要

(A) mtDNA突然変異が原因のミトコンドリア病とがん転移:ミトコンドリア病の一つであるMELASの病原性突然変異を持つマウスmtDNAを導入したMELASモデルマウス樹立に成功。さらに申請者の仮説である「ヒトがん転移mtDNA原因説」の普遍性の検証にも成功し計画完了。
(B) 核遺伝子の可逆的発現抑制が誘発するヒトの老化:ヒト老化の原因の一部が二つの核遺伝子(SHMT2とGCAT)の可逆的発現抑制によるミトコンドリア呼吸欠損と細胞分裂遅延にあることと、Shmt2破壊マウスが胚致死となる原因が呼吸欠損と細胞分裂遅延により胎児肝内の赤血球減少が誘発されて生じる貧血であることを解明し計画完了。

研究成果の学術的意義や社会的意義

(A) mtDNA突然変異が原因のミトコンドリア病とがん転移:(1)ミトコンドリア病の一つであるMELASの病原性突然変異を持つMELASモデルマウスの樹立に成功したことから、ヒトのミトコンドリア病発症機構の解明や治療法の確立に活用できる。(2)ヒトがん転移の原因の一つが活性酸素を漏出させるmtDNA突然変異であることを証明できたことで、がん患者さんの治療法の確立や予後の診断に役立つ。
(B) 核遺伝子の可逆的発現抑制が誘発するヒトの老化:ヒト老化の原因の一部がSHMT2, GCATという二つの核遺伝子の可逆的発現抑制であることを突き止めたことで、ヒト長寿研究に活用できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Mice deficient in the Shmt2 gene have mitochondrial respiration defects and are embryonic lethal.2018

    • 著者名/発表者名
      Tani H, Ohnishi S, Shitara H, Mito T, Yamaguchi M, Yonekawa H, Hashizume O, Ishikawa K, Nakada K, Hayashi JI.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 8 号: 1 ページ: 425-425

    • DOI

      10.1038/s41598-017-18828-3

    • NAID

      120007134501

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Propofol induces a metabolic switch to glycolysis and cell death in a mitochondrial electron transport chain-dependent manner.2018

    • 著者名/発表者名
      Chisato Sumi, Akihisa Okamoto, Hiromasa Tanaka, Kenichiro Nishi, Munenori Kusunoki, Tomohiro Shoji, Takeo Uba, Yoshiyuki Matsuo, Takehiko Adachi, Jun-Ichi Hayashi, Keizo Takenaga, Kiichi Hirota
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 13

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mito-mice delta and mitochondrial DNA mutator mice as models of human osteoporosis caused not by aging but by hyperparathyroidism2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Mito, Haruna Tani, Michiko Suzuki, Kaori Ishikawa, Kazuto Nakada, Jun-Ichi Hayashi
    • 雑誌名

      Exp. Anim.

      巻: 67 ページ: 509-516

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Propofol induces a metabolic switch to glycolysis and cell death in a mitochondrial electron transport chain-dependent manner2018

    • 著者名/発表者名
      Chisato Sumi, Akihisa Okamoto, Hiromasa Tanaka, Kenichiro Nishi, Munenori Kusunoki, Tomohiro Shoji, Takeo Uba, Yoshiyuki Matsuo, Takehiko Adachi, Jun-Ichi Hayashi, Keizo Takenaga, Kiichi Hirota
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 13

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cytoplasmic transfer of heritable elements other than mtDNA from SAMP1 mice into mouse tumor cells suppresses their ability to form tumors in C57BL6 mice.2017

    • 著者名/発表者名
      Akinori Shimizu, Haruna Tani, Gaku Takibuchi, Kaori Ishikawa, Ryota Sakurazawa, Takafumi Inoue, Tetsuo Hashimoto, Kazuto Nakada, Keizo Takenaga, and Jun-Ichi Hayashi
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 493 ページ: 252-257

    • NAID

      120007134703

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Association of predicted pathogenic mutations in mitochondrial ND genes with distant metastasis in NSCLC and colon cancer2017

    • 著者名/発表者名
      Koshikawa Nobuko、Akimoto Miho、Hayashi Jun-Ichi、Nagase Hiroki、Takenaga Keizo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 15535-15535

    • DOI

      10.1038/s41598-017-15592-2

    • NAID

      120007134603

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel mutation in TAZ causes mitochondrial respiratory chain disorder without cardiomyopathy2016

    • 著者名/発表者名
      Borna NN, Kishita Y, Ishikawa K, Nakada K, Hayashi JI, Tokuzawa Y, Kohda M, Nyuzuki H, Yamashita-Sugahara Y, Nasu T, Takeda A, Murayama K, Ohtake A, Okazaki Y
    • 雑誌名

      J Hum Genet

      巻: 62 号: 5 ページ: 539-547

    • DOI

      10.1038/jhg.2016.165

    • NAID

      40021210340

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mutations in mitochondrial DNA regulate mitochondrial diseases and metastasis but do not regulate aging.2016

    • 著者名/発表者名
      Hayashi JI, Hashizume O, Ishikawa K, Shimizu A.
    • 雑誌名

      Curr Opin Genet Dev.

      巻: 未定 ページ: 63-67

    • DOI

      10.1016/j.gde.2016.03.004

    • NAID

      120007135211

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interleukin-33 enhances programmed oncosis of ST2L-positive low-metastatic cells in the tumour microenvironment of lung cancer2016

    • 著者名/発表者名
      Akimoto M, Hayashi JI, Nakae S, Saito H, Takenaga K.
    • 雑誌名

      Cell Death Dis.

      巻: 7 号: 1 ページ: e2057-e2057

    • DOI

      10.1038/cddis.2015.418

    • NAID

      120007129640

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 哺乳類ミトコンドリアゲノムの突然変異ががん化と老化に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      林 純一
    • 雑誌名

      基礎老化研究

      巻: 40 ページ: 9-15

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Generation of mice carrying pathogenic mitochondrial DNA with a point mutation in tRNALeu(UUR) gene2018

    • 著者名/発表者名
      Haruna Tani, Kaori Ishikawa, Akinori Shimizu, Takayuki Mito, Jun-Ichi Hayashi, Kazuto Nakada
    • 学会等名
      The 1st International Mitochondria Meeting for Young Scientists
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Establishment of novel model mice for mitochondrial tRNA-based disorders2018

    • 著者名/発表者名
      Haruna Tani, Kaori Ishikawa, Jun-Ichi Hayashi, Kazuto Nakada
    • 学会等名
      The 11th Japan-China-Korea Graduate Student Forum
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ミトコンドリアtRNAに点突然変異を有する新規ミトコンドリア病モデルマウスの樹立へ向けて2018

    • 著者名/発表者名
      谷 春菜、石川 香、林 純一、中田 和人
    • 学会等名
      第18回 日本ミトコンドリア学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 母性遺伝するミトコンドリアゲノムと老化関連疾患~ミトコンドリアと子宮内膜症の関連~2017

    • 著者名/発表者名
      林 純一
    • 学会等名
      第69回 日本産科婦人科学会核術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 教科書神話の賞味期限ー正解のない生物学の世界は楽しいー2016

    • 著者名/発表者名
      林 純一
    • 学会等名
      第11回 SATつくばスタイル交流会
    • 発表場所
      つくば国際会議場中ホール300(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2016-11-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ミトコンドリアゲノムの突然変異が老化やがん化等の原因になるという神話2016

    • 著者名/発表者名
      林 純一
    • 学会等名
      第27回新薬創製談話会
    • 発表場所
      筑波山江戸屋(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] mtDNAに病原性突然変異を有する新規ミトコンドリア病モデルマウスの作出2016

    • 著者名/発表者名
      谷春菜、石川香、清水章文、三藤崇行、林純一、中田和人
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 筑波大学 生命環境系 中田・石川研究室

    • URL

      http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~jih-kzt/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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