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ミトコンドリアがオートファジーを制御する新機構と老化随伴疾患代謝物の探索

研究課題

研究課題/領域番号 18K15421
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分52010:内科学一般関連
研究機関九州大学

研究代表者

八木 美佳子  九州大学, 医学研究院, 助教 (70536135)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードミトコンドリア / p32 / NAD / 老化 / NAD合成 / 心筋症 / HIF1α / GAPDH / mitochondria / HIF1 / lysosome / autophagy / knockout mouse / オートファジー / ノックアウトマウス
研究成果の概要

我々が作成したミトコンドリア機能不全マウスの解析から心筋特異的p32ノックアウトマウスでは拡張型心筋症を早期に発症し約500日で死亡した。寿命が短くなった主原因は、リソソーム機能低下であると考えている。そのメカニズムとしては、ミトコンドリア機能低下によってNAD合成経路の1つであるサルベージ経路の酵素Nmnat3の発現が減少、その結果NAD合成量も減少、リソソーム膜近傍に局在する解糖系酵素GAPDHとPGKによるATP産生能が低下したため、ATPを必要とするリソソーム活性低下を引き起こしていた。さらにNmnat3は転写因子HIF1αによって発現を制御されていることも証明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

老化に伴う多くの疾患はミトコンドリア機能、オートファジー機能, 血中NAD量低下が関与すると考えられているがその詳細な分子機構は明らかではない。今回我々はミトコンドリア機能障害マウスを用いて、心臓においてミトコンドリアを介したリソソーム機能制御の新機構を発見した。リソソーム活性にはNAD+を基質として解糖系酵素(GAPDH・PGK)によって産生されるATPが関与していると世界で初めて報告した。老化と共に減少するNAD+を補うことで老化と共に発症する疾患の予防・治療に繋がることがわかってきている。したがって新機構の解明によって治療戦略の可能性が広がることになるだろう。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Mitochondrial translation deficiency impairs NAD+ -mediated lysosomal acidification.2021

    • 著者名/発表者名
      Yagi M, Toshima T, Amamoto R, Do Y, Hirai H, Setoyama D, Kang D, Uchiumi T.
    • 雑誌名

      EMBO J.

      巻: e105268 号: 8 ページ: 1-17

    • DOI

      10.15252/embj.2020105268

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mitochondrial translation inhibition triggers ATF4 activation, leading to integrated stress response but not to mitochondrial unfolded protein response2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki K, Uchiumi T, Toshima T, Yagi M, Do Y, Hirai H, Igami K, Gotoh K, Kang D.
    • 雑誌名

      Biosci Rep.

      巻: 40(11) 号: 11 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1042/bsr20201289

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ミトコンドリアを介したリソソーム機能制御のメカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      八木美佳子 内海健 康東天
    • 学会等名
      生化学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ミトコンドリアを介したNAD+合成系がリソソームを制御する機構2019

    • 著者名/発表者名
      八木 美佳子
    • 学会等名
      生化学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ミトコンドリアがオートファジーを制御する新機構2018

    • 著者名/発表者名
      八木 美佳子
    • 学会等名
      日本生化学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ミトコンドリア機能低下がオートファジー障害を司る新規分子機構2018

    • 著者名/発表者名
      八木 美佳子
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ミトコンドリア機能障害でみられたオートファジー抑制の分子機序2018

    • 著者名/発表者名
      八木 美佳子
    • 学会等名
      日本ミトコンドリア学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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