研究課題
基盤研究(C)
ミトコンドリアは栄養代謝、エネルギー産生やアポトーシス制御等の生命の根幹を担う。栄養代謝・ミトコンドリア異常が疾患や個体の老化に関わる一方で、ミトコンドリアを標的にする効果的な治療法開発・社会実装には至っていない。我々は特定の乳酸菌により、ミトコンドリア異常を改善できること、モデル生物の寿命を延長できることを見つけた。本研究は外部環境由来因子である乳酸菌がミトコンドリアと個体老化を制御する機構を解明する。進化上細胞内共生する元微生物であるミトコンドリアと、外で共生する腸内微生物がどう宿主健康寿命への役割を共有し、また競合関係にあるのか、その問いにも考察を与える。
ミトコンドリア異常を有するマウス(Ndufs4 KO)において、広い濃度の乳酸の経口投与で健康寿命が延びた。種々の属種の乳酸菌株の投与でも健康寿命が延びた。神経炎症が乳酸、乳酸菌のいずれでも軽減した。乳酸により解糖系が阻害され、呼吸が亢進する現象が、多くの細胞で一般的にみられることを見つけた。ミトコンドリア病原因遺伝子変異を有する疾患iPS細胞株をNdufs4 KOも含め複数株作製し、分化誘導した複数の細胞種において、乳酸による呼吸能向上と機能改善が共通して見られた。本研究において、ミトコンドリア異常を補完する方法として、微生物やその代謝物の経口投与が有効であるという新たな可能性を提示した。
ミトコンドリアは、我々が活動するためのエネルギーの産生など、生命活動の根幹を担う。ミトコンドリア異常が多くの疾患や個体の老化に関わる一方で、一度機能が低下したミトコンドリアの機能を回復することは基礎研究のレベルでもとても難しく、ミトコンドリア異常をよくする効果的な治療法開発・社会実装には至っていない。我々は乳酸や乳酸菌により、ミトコンドリア異常を改善できること、モデル生物の寿命を延長できることを見つけた。さらにそのメカニズムの一端を明らかにした。今回の結果は、小児ミトコンドリア病や老化などの現状で治療がとても難しい症状を理解し、将来的な治療法の開発に役立つことが期待される。
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Nature Metabolism
巻: 5 号: 6 ページ: 955-967
10.1038/s42255-023-00815-w
巻: 2 号: 12 ページ: 1472-1481
10.1038/s42255-020-00319-x
