ミトコンドリア異常症における呼吸鎖複合体アセンブリーの解析

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25461539
• 研究機関: 帝京大学
• 研究代表者: 三牧 正和 帝京大学, 医学部, 教授 (40392419)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: ミトコンドリア病 / 呼吸鎖複合体 / アセンブリーファクター / Blue Native 電気泳動

研究実績の概要

ミトコンドリア呼吸鎖は大分子複合体であり、そのタンパク複合体を維持したまま解析することが課題であったが、Blue Native 電気泳動(BN-PAGE) では呼吸鎖複合体を分解することなく泳動することができる。本研究では、BN-PAGEを利用した呼吸鎖異常症患者の診断ならびに呼吸鎖複合体の生成過程の解明を目指し、27年度はミトコンドリア異常症が疑われている多数の患者の初代培養細胞 (皮膚線維芽細胞あるいは筋芽細胞) からミトコンドリアを抽出し、BN-PAGEに引き続くイムノブロット解析により呼吸鎖複合体の量と大きさの異常を検討した。未診断例の複数患者において、呼吸鎖複合体の量的異常、質的異常を検出し、ミトコンドリア機能異常を証明することができた。ミトコンドリア呼吸鎖異常の証明は、すなわち患者の臨床診断名がミトコンドリア病の中核であるミトコンドリア異常症だということを示すものであり、未診断患者の診断に寄与するものである。また、BN-PAGEで異常を呈した患者については、ミトコンドリアDNAおよび核DNAの解析を行い、複数患者で遺伝子診断に至ることができた。BN-PAGEで異常を見出した患者においては、引き続いて二次元電気泳動などを行い、複合体のアセンブリーの機構についても検討を行った。例えば、複合体Iのアセンブリーファクターの一つと考えられていたFOXRED1の機能を解明して今年度論文発表を行い、他にも複合体のbiogenesisに関与する複数の因子の機能を解析した。ミトコンドリア呼吸鎖複合体のbiogenesisを明らかにすることは、今後のミトコンドリア異常症の病態解明や、患者の遺伝子解析を含めた診断の進歩に寄与するものである。

研究成果

• [雑誌論文] Phenotypic spectrum of GNAO1 variants: epileptic encephalopathy to involuntary movements with severe developmental delay (2016)
  • 著者名/発表者名: Saitsu H, Fukai R, Ben-Zeev B, Sakai Y, Mimaki M, Okamoto N, Suzuki Y, Monden Y, Saito H, Tziperman B, Torio M, Akamine S, Takahashi N, Osaka H, Yamagata T, Nakamura K, Tsurusaki Y, Nakashima M, Miyake N, Shiina M, Ogata K, Matsumoto N
  • 雑誌名: European Journal of Human Genetics 巻: 24 ページ: 129-134
  • DOI: 10.1038/ejhg.2015.92
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Blue-Native PAGE (BN-PAGE) にて呼吸鎖複合体IおよびIV低下を認め、POLG遺伝子異常が判明したミトコンドリア病の一例 (2015)
  • 著者名/発表者名: 水野葉子、三牧正和、太田さやか、下田木の実、高橋長久、岩崎博之、岡明、片山菜穂子、生井良幸、水口雅、後藤雄一
  • 学会等名: 第57回日本小児神経学会学術集会
  • 発表場所: 帝国ホテル大阪（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-30
• [図書] 別冊日本臨牀 新領域別症候群シリーズNo.33 骨格筋症候群 (第2版) (2015)
  • 著者名/発表者名: 三牧正和
  • 総ページ数: 499 (217-232)
  • 出版者: 日本臨牀社