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2018 年度 実績報告書

マウスmtDNAと未知細胞質因子起因のミトコンドリア・老化関連疾患発症機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H02463
研究機関筑波大学

研究代表者

林 純一  筑波大学, 生命環境系(名誉教授), 名誉教授 (60142113)

研究分担者 米川 博通  公益財団法人東京都医学総合研究所, 基盤技術研究センター, 特任研究員 (30142110)
高橋 智  筑波大学, 医学医療系, 教授 (50271896)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードmtDNA突然変異 / がん転移 / ヒト老化の可逆性 / Shmt2遺伝子破壊マウス / 自己免疫疾患 / 自然免疫 / マウス内在性ウイルス
研究実績の概要

A1: MELASモデルマウスの作製:昨年度まで使用してきたES細胞株を新しい株に変えたことにより、MELASの病原性突然変異を持つマウスmtDNAを生殖細胞系列に導入したMELASモデルマウスの樹立に成功し、当初の計画を完了させることができた。今後はこのマウスの病態を解析することでMELASモデルマウスとしての活用が期待できる。
A2:「がん転移mtDNA原因説」の普遍性検証:申請者が以前提出した「がん転移mtDNA原因説(Science 2008」がヒトのがん転移にも当てはまるという普遍性の検証に成功し、Sci Rep 7: 15535, 2017に掲載することで当初の計画を完了させた。

B1: 老化原因因子の特定:申請者は以前ヒトの老化に伴う呼吸欠損の発現は核ゲノムに存在する二つの遺伝子(SHMT2とGCAT)の可逆的発現抑制であることを報告した(Sci Rep 2015)。今回、Shmt2破壊マウスで胚性致死が誘発され、しかもこの胎児から樹立した繊維芽細胞(MEF)は呼吸欠損と増殖阻害を示すことを明らかにした(Sci Rep 2018)。さらに胚致死の原因を質量分析で調べたところ、胎児肝特異的に1炭素代謝系に異常が生じ、胎児肝内の赤血球分化と分裂に異常をきたした結果、貧血による胚致死になることを明らかにした。つまりヒトの老化には少なくともSHMT2遺伝子の発現低下が関与し、呼吸欠損と分裂阻害を誘発することが老化の原因の一部である解明した(論文準備中)。
B2: 拒絶反応因子の特定:mtDNAの遺伝子産物が細胞表面にも存在するという常識はずれの可能性を示唆していたが、その正体はmtDNAの遺伝子産物ではないことが証明された。この研究成果はBBRC 493: 252-257, 2017に掲載されたが、具体的にどのような遺伝因子がこれに関与しているかは依然として謎のままである。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018

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

  • [雑誌論文] Mice deficient in the Shmt2 gene have mitochondrial respiration defects and are embryonic lethal2018

    • 著者名/発表者名
      Haruna Tani, Sakiko Oonishi, Hiroshi Shitara, Takayuki Mito, Midori Yamaguchi, Hiromichi Yonekawa, Osamu Hashizume, Kaori Ishikawa, Kazuto Nakada, Jun-Ichi Hayashi
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 8 ページ: 425

    • DOI

      doi:10.1038/s41598-017-18828-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Propofol induces a metabolic switch to glycolysis and cell death in a mitochondrial electron transport chain-dependent manner.2018

    • 著者名/発表者名
      Chisato Sumi, Akihisa Okamoto, Hiromasa Tanaka, Kenichiro Nishi, Munenori Kusunoki, Tomohiro Shoji, Takeo Uba, Yoshiyuki Matsuo, Takehiko Adachi, Jun-Ichi Hayashi, Keizo Takenaga, Kiichi Hirota
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 13 ページ: e0192796

    • DOI

      doi.org/10.1371/journal.pone

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mito-mice delta and mitochondrial DNA mutator mice as models of human osteoporosis caused not by aging but by hyperparathyroidism2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Mito, Haruna Tani, Michiko Suzuki, Kaori Ishikawa, Kazuto Nakada, Jun-Ichi Hayashi
    • 雑誌名

      Exp. Anim.

      巻: 67 ページ: 509-516

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Generation of mice carrying pathogenic mitochondrial DNA with a point mutation in tRNALeu(UUR) gene2018

    • 著者名/発表者名
      Haruna Tani, Kaori Ishikawa, Akinori Shimizu, Takayuki Mito, Jun-Ichi Hayashi, Kazuto Nakada
    • 学会等名
      The 1st International Mitochondria Meeting for Young Scientists
    • 国際学会
  • [学会発表] Establishment of novel model mice for mitochondrial tRNA-based disorders2018

    • 著者名/発表者名
      Haruna Tani, Kaori Ishikawa, Jun-Ichi Hayashi, Kazuto Nakada
    • 学会等名
      The 11th Japan-China-Korea Graduate Student Forum
    • 国際学会
  • [学会発表] ミトコンドリアtRNAに点突然変異を有する新規ミトコンドリア病モデルマウスの樹立へ向けて2018

    • 著者名/発表者名
      谷 春菜、石川 香、林 純一、中田 和人
    • 学会等名
      第18回 日本ミトコンドリア学会年会

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公開日: 2019-12-27  

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