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老化に伴い発症するミトコンドリア関連性疾患の機能解析と予防治療

研究課題

研究課題/領域番号 21K11678
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59040:栄養学および健康科学関連
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) 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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードミトコンドリア / リソソーム / 老化 / NAD / NMN / Hif1α / NAD+ / HIF1α / NAD合成
研究開始時の研究の概要

本研究は疾患治療・予防治療戦略としてNAD+前駆体であるNMNの効果について検証し、リソソーム機能改善による抗老化作用に対する新規有効性を見出すことが主目的である。NMN添加がリソソーム機能を高め、オートファジー分解促進、ミトコンドリア機能改善、最終的に寿命延長につながるという新規メカニズムを提唱し、病態モデルマウスを用いて科学的に証明していく。さらに、生体内NAD+量を増加させる新たな因子を同定することで、様々な疾患治療に貢献できると考えている。

研究成果の概要

ミトコンドリア機能低下が原因で発症する拡張型心筋症モデルマウスでは、老化と共に減少することが知られているNAD+量が著しく減少していることが分かった。そこでNAD+前駆体であるNMNをモデルマウスに投与すると心筋症の病状が改善し、寿命延長効果がみられた。その分子機序を解析すると、ミトコンドリア機能障害から生じるリソソーム機能障害の回復であった。我々の研究成果によりリソソーム近傍には解糖系酵素が局在しNAD+をATPへ変換しリソソーム機能を維持することを発見した。老化と共に減少したNAD+をNMNにより補えばリソソーム機能が改善することを証明した。

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遺伝子変異によるものが多くその治療は困難であり、根本的な治療方法がないのが現状である。そこでミトコンドリア機能障害から生じる2次的機能障害を改善できれば、間接的ではあるがミトコンドリア病改善が見込めると考えこの研究を始めた。老化と共に減少することが知られているNAD+はミトコンドリア機能障害においても著しく減少する。さらにNAD+の前駆体であるNMNはサプリメントとしても売られており摂取しやすい状況である。我々の研究成果によりミトコンドリア機能障害からリソソーム機能障害になり、その障害がNMNにより改善できることが分かり、NMNは予防治療としても有効であると考えられる。

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

    (13件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Induction of glioblastoma cell ferroptosis using combined treatment with chloramphenicol and 2-deoxy-d-glucose2023

    • 著者名/発表者名
      Miki Kenji、Yagi Mikako、Noguchi Naoki、Do Yura、Otsuji Ryosuke、Kuga Daisuke、Kang Dongchon、Yoshimoto Koji、Uchiumi Takeshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 10497-10497

    • DOI

      10.1038/s41598-023-37483-5

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improving lysosomal ferroptosis with NMN administration protects against heart failure2023

    • 著者名/発表者名
      Yagi Mikako、Do Yura、Hirai Haruka、Miki Kenji、Toshima Takahiro、Fukahori Yukina、Setoyama Daiki、Abe Chiaki、Nabeshima Yo-Ichi、Kang Dongchon、Uchiumi Takeshi
    • 雑誌名

      Life Science Alliance

      巻: 6 号: 12 ページ: e202302116-e202302116

    • DOI

      10.26508/lsa.202302116

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mitochondrial haplotype mutation alleviates respiratory defect of MELAS by restoring taurine modification in tRNA with 3243A?>?G mutation2023

    • 著者名/発表者名
      Ueda Saori、Yagi Mikako、Tomoda Ena、Matsumoto Shinya、Ueyanagi Yasushi、Do Yura、Setoyama Daiki、Matsushima Yuichi、Nagao Asuteka、Suzuki Tsutomu、Ide Tomomi、Mori Yusuke、Oyama Noriko、Kang Dongchon、Uchiumi Takeshi
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 51 号: 14 ページ: 7480-7495

    • DOI

      10.1093/nar/gkad591

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] TFAM expression in brown adipocytes confers obesity resistance by secreting extracellular vesicles that promote self-activation2022

    • 著者名/発表者名
      Fujii Masakazu、Setoyama Daiki、Gotoh Kazuhito、Dozono Yushi、Yagi Mikako、Ikeda Masataka、Ide Tomomi、Uchiumi Takeshi、Kang Dongchon
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 9 ページ: 104889-104889

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104889

    • 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] Mitochondrial dysfunction-induced high hCG associated with development of fetal growth restriction and pre-eclampsia with fetal growth restriction2022

    • 著者名/発表者名
      Kiyokoba Ryo、Uchiumi Takeshi、Yagi Mikako、Toshima Takahiro、Tsukahara Shigehiro、Fujita Yasuyuki、Kato Kiyoko、Kang Dongchon
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 4056-4056

    • DOI

      10.1038/s41598-022-07893-y

    • 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] Mitochondrial dysfunction and impaired growth of glioblastoma cell lines caused by antimicrobial agents inducing ferroptosis under glucose starvation2022

    • 著者名/発表者名
      Miki Kenji、Yagi Mikako、Yoshimoto Koji、Kang Dongchon、Uchiumi Takeshi
    • 雑誌名

      Oncogenesis

      巻: 11 号: 1 ページ: 59-59

    • DOI

      10.1038/s41389-022-00437-z

    • 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] Correction: Mitochondrial dysfunction and impaired growth of glioblastoma cell lines caused by antimicrobial agents inducing ferroptosis under glucose starvation2022

    • 著者名/発表者名
      Miki Kenji、Yagi Mikako、Yoshimoto Koji、Kang Dongchon、Uchiumi Takeshi
    • 雑誌名

      Oncogenesis

      巻: 11 号: 1 ページ: 64-64

    • DOI

      10.1038/s41389-022-00443-1

    • 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] Cancer genomic profiling identified dihydropyrimidine dehydrogenase deficiency in bladder cancer promotes sensitivity to gemcitabine2022

    • 著者名/発表者名
      Tsukahara Shigehiro、Shiota Masaki、Takamatsu Dai、Nagakawa Shohei、Matsumoto Takashi、Kiyokoba Ryo、Yagi Mikako、Setoyama Daiki、Noda Nozomi、Matsumoto Shinya、Hayashi Tetsutaro、Contreras-Sanz Alberto、Black Peter C.、Inokuchi Junichi、Kohashi Kenichi、Oda Yoshinao、Uchiumi Takeshi、Eto Masatoshi、Kang Dongchon
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 8535-8535

    • DOI

      10.1038/s41598-022-12528-3

    • 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
  • [学会発表] ミトコンドリア翻訳障害による心筋症発症メカニズムとその治療2023

    • 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
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ミトコンドリア機能障害による心不全の 病態解析と治療戦略2022

    • 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
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ミトコンドリアとリソソームの新分子機序2021

    • 著者名/発表者名
      八木美佳子
    • 学会等名
      日本臨床化学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] ミトコンドリア 疾患治療の新時代2023

    • 著者名/発表者名
      柳 茂、三牧 正和
    • 総ページ数
      245
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758104098
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] ミトコンドリアダイナミクス 機能研究から疾患・老化まで2021

    • 著者名/発表者名
      石原孝也 前田真希 石原直忠
    • 総ページ数
      458
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2021 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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