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ミトコンドリアtRNA修飾核酸の網羅的測定による新規ミトコンドリア病診断法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 21K06865
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分49010:病態医化学関連
研究機関東北大学

研究代表者

秋山 泰利  東北大学, 薬学研究科, 助教 (70635557)

研究分担者 豊原 敬文  東北大学, 大学病院, 准教授 (60594182)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードミトコンドリア病 / tRNA / MELAS / iPS細胞 / 修飾核酸 / LC-MS/MS / tRNAs
研究開始時の研究の概要

ミトコンドリア病はいまだ根本的な治療法が存在しない難病である。ミトコンドリア病の病態の機序としてミトコンドリアのtRNAの修飾核酸の形成異常が示唆されているが、疾患毎の修飾核酸の変動や病態との関連はほとんど明らかになっていない。
本研究はミトコンドリアtRNA内に存在する15種類以上の修飾核酸を網羅的に定量する測定系を確立し、ミトコンドリア病の病型や異常ミトコンドリアの比率による修飾核酸変動のプロファイリングを行うことで、修飾核酸の変動パターンを用いたミトコンドリア病の新たな診断、重症度分類、治療効果判定法を確立することを目的とする。

研究成果の概要

細胞内の転移RNA(tRNA)に含まれる修飾核酸を網羅的に測定しプロファイリングを行い、未だ治療法の確立していないミトコンドリア病の病態解明や重症度予測などに役立てることを目的とした。ミトコンドリアtRNAを高純度で精製する手法を開発し、ミトコンドリアtRNAに特異的な修飾核酸の定量も可能になった。ミトコンドリア病の患者からiPS細胞を樹立し、さらに同一患者からヘテロプラスミーの異なるクローンを樹立した。以上より、今後iPS細胞を用いて、ミトコンドリア病におけるミトコンドリアtRNAの修飾核酸プロファイリングを行うための一連のプロトコルを確立することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ミトコンドリア病は未だ根本的な治療法が確立していない難病で、その病態に未解明な点が多いことも治療法の開発を妨げる要因の一つとなっている。本研究は、ミトコンドリア病の病態への関与が示唆されている、ミトコンドリアtRNAの修飾核酸を網羅的定量によりプロファイリングし、その情報をミトコンドリア病の病態解明に役立てようとするものである。ミトコンドリア病を、修飾核酸というこれまでにない新たな視点で評価するものであり、依然不明な点の多いミトコンドリア病の病態の理解に貢献することが期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] Brigham and Women's Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Brigham and Women's Hospital/Boston University(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Brigham & Women's Hospital/Boston University(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Oxidative Stress, Transfer RNA Metabolism, and Protein Synthesis2023

    • 著者名/発表者名
      Akiyama Yasutoshi、Ivanov Pavel
    • 雑誌名

      Antioxidants & Redox Signaling

      巻: - 号: 10-12 ページ: 715-735

    • DOI

      10.1089/ars.2022.0206

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] tRNA‐derived RNAs: Biogenesis and roles in translational control2023

    • 著者名/発表者名
      Akiyama Yasutoshi、Ivanov Pavel
    • 雑誌名

      WIREs RNA

      巻: 14 号: 6

    • DOI

      10.1002/wrna.1805

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dual‐targeting therapy against HER3/MET in human colorectal cancers2023

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki Akitaka、Miyake Rikuto、Hara Yuta、Okuno Hideki、Imaida Takuya、Okita Kouki、Okazaki Shogo、Akiyama Yasutoshi、Hirotani Kenji、Endo Yuichi、Masuko Kazue、Masuko Takashi、Tomioka Yoshihisa
    • 雑誌名

      Cancer Medicine

      巻: - 号: 8 ページ: 9684-9696

    • DOI

      10.1002/cam4.5673

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CD98 regulates the phosphorylation of HER2 and a bispecific anti‐HER2/CD98 antibody inhibits the growth signal of human breast cancer cells2023

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki Akitaka、Maruyama‐Takahashi Kumiko、Nishida Kento、Okazaki Shogo、Okita Kouki、Akiyama Yasutoshi、Suzuki Hideaki、Endo Yuichi、Masuko Kazue、Masuko Takashi、Tomioka Yoshihisa
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: - 号: 5 ページ: 374-382

    • DOI

      10.1111/gtc.13016

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] RTCB Complex Regulates Stress-Induced tRNA Cleavage2022

    • 著者名/発表者名
      Akiyama Yasutoshi、Takenaka Yoshika、Kasahara Tomoko、Abe Takaaki、Tomioka Yoshihisa、Ivanov Pavel
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 21 ページ: 13100-13100

    • DOI

      10.3390/ijms232113100

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Selective Cleavage at CCA Ends and Anticodon Loops of tRNAs by Stress-Induced RNases2022

    • 著者名/発表者名
      Akiyama Yasutoshi、Lyons Shawn M.、Fay Marta M.、Tomioka Yoshihisa、Abe Takaaki、Anderson Paul J.、Ivanov Pavel
    • 雑誌名

      Frontiers in Molecular Biosciences

      巻: 9

    • DOI

      10.3389/fmolb.2022.791094

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Cytoplasmic processing of human transfer RNAs2022

    • 著者名/発表者名
      秋山泰利、阿部高明、富岡佳久、Pavel Ivanov
    • 学会等名
      第23回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] RTCB ligase complex regulates stress-induced tRNA cleavage2022

    • 著者名/発表者名
      竹中慶香、秋山泰利、松本洋太郎、富岡佳久
    • 学会等名
      第23回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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