パーキンソン病におけるミトコンドリア品質管理と変異型mtDNA蓄積の相関解析

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K21081
• 研究機関: 滋賀医科大学
• 研究代表者: 福家 聡 滋賀医科大学, 医学部, 助教 (20422660)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: mitochondria / mtDNA / パーキンソン病 / Parkin / Polg

研究実績の概要

家族性パーキンソン病の原因遺伝子Parkinが司る不良ミトコンドリアのオートファジーによる選択的分解（mitophagy）が、ミトコンドリア機能障害の原因としての欠失変異型ミトコンドリアDNA（mtDNA）の蓄積に与える影響を明らかにすることを目的とした。本年度はマウス神経芽細胞株Neuro2aでは、FCCP処理によるミトコンドリア膜電位の消失はParkinのミトコンドリアへの局在変化を誘導するが、時間とともにミトコンドリア画分のParkinタンパク量が減少することを生化学的に明らかにした。これは細胞全体のParkinタンパク量も減少していることから、Parkin局在ミトコンドリアがmitophagyにより分解されていることが示唆されるが、同時にFCCP存在下においてもミトコンドリア外膜・内膜のマーカータンパクの減少がそれほど顕著ではないことから、Pakinが局在しない、もしくはmitophagyによる分解を受けないミトコンドリアの存在が示唆された。そこで、これらのミトコンドリアの違いを明らかにするため、FCCP処理によるmitophagy誘導した後、免疫沈降法によってParkin局在ミトコンドリアを濃縮し、これらが持つmtDNAを精製する手法を確立した。今後、mitophagyによる分解を受けるミトコンドリアについて、mtDNAの特徴について解析を行う。また、欠失mtDNA蓄積モデルである変異Polgヘテロノックイン；Parkin KO二重変異マウスを作製し、mitophagy障害による欠失mtDNA蓄積量の変化について調べているが、現在のところ24週齢では顕著な違いは見られていないことから、より週齢が進んだマウスでの解析や、特異的な脳部位での変化に注目した解剖学的解析が必要であると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Enrichment of deleterious variants of mitochondrial DNA polymerase gene (POLG1) in bipolar disorder. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takaoki Kasahara, Mizuho Ishiwata, Chihiro Kakiuchi, Satoshi Fuke, Nakao Iwata, Norio Ozaki, Hiroshi Kunugi, Yoshio Minabe, Kazuhiko Nakamura, Yasuhide Iwata, Kumiko Fujii, Shigenobu Kanba, Hiroshi Ujike, Ichiro Kusumi, Muneko Kataoka, Nana Matoba, Atsushi Takata, Kazuya Iwamoto, Takeo Yoshikawa, Tadafumi Kato.
  • 雑誌名: Psychiatry and Clinical Neurosciences 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1111/pcn.12496
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] The local accumulation of mtDNA deletions in the brain and behavioral abnormalities in heterozygous Polg mutant mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Fuke, Yasufumi Shigeyoshi, Natsu Koyama, Mie Kubota-Sakashita, Seiji Hitoshi, Tadafumi Kato
  • 学会等名: The 13th Conference of Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine & The 16th Conference of Japanese Society of Mitochondrial Research and Medicine
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2016-10-30 – 2016-11-01
  • 国際学会