新規ミトコンドリアタンパク質AMFのエネルギー代謝調節に関する機能解析

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25860599
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 加藤 久和 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任研究員 (30589312)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 循環器・高血圧 / 分子心臓学 / ミトコンドリア / エネルギー代謝

研究実績の概要

心臓は常に自律拍動をするために莫大なエネルギーを消費している。心筋が虚血状態になると、エネルギーの供給と需要のバランスが崩れ心不全に陥る。しかし虚血時におけるエネルギーすなわちATPの供給制御メカニズムについては未だ解明されていない。　本研究では虚血におけるATP産生制御機構の解明を目的として新規ミトコンドリアタンパク質AMFと相互作用する因子の同定・機能解析を行う。平成25年度ではAMFと相互作用する因子としてFoF1-ATP合成酵素複合体を同定し、AMFがこの複合体との相互作用を介して虚血におけるミトコンドリアATP濃度の維持に寄与していることを培養心筋細胞にて明らかにした。
平成26年度では、これらの成果をもとにゼブラフィッシュを用いた機能解析を中心に行った。当研究室で確立されたゼブラフィッシュ心臓でのリアルタイムATP濃度測定系を用いて、虚血におけるミトコンドリアATP濃度の変化にAMFがどのように影響を及ぼすかについて検討した。ゼブラフィッシュAMF遺伝子を受精卵にインジェクションし、3日後の胚の心臓のATPを顕微鏡下で観察・測定した。AMF遺伝子を発現している心筋細胞群では、発現していない細胞群に比して虚血でのATP濃度の低下が軽減していることが明らかとなった。この結果からAMFはin vitroおよびin vivoにおいて虚血でのミトコンドリアATP産生の維持に寄与していることが示唆された。これらの成果を第18回日本心不全学会学術集会にて発表した。さらに、イヌの虚血再灌流モデルを作成し、再灌流後の心臓を領域ごとにサンプリングして遺伝子発現解析を行ったところ、虚血領域でのAMFの発現上昇を認めた。ゼブラフィッシュに加えてイヌにおいてもAMFがエネルギー飢餓に応答することが示唆され、AMFがエネルギー代謝調節分子としての役割をもつことが示された。以上の成果について現在論文作成中である。

研究成果

• [雑誌論文] Augmented AMPK activity inhibits cell migration by phosphorylating the novel substrate Pdlim5. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yan Y, Tsukamoto O, Nakano A, Kato H, Kioka H, Ito N, Higo S, Yamazaki S, Shintani Y, Matsuoka K, Liao Y, Asanuma H, Asakura M, Takafuji K, Minamino T, Asano Y, Kitakaze M, Takashima S.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 ページ: 6137
  • DOI: 10.1038/ncomms7137.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Higd1a is a positive regulator of cytochrome c oxidase. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi T, Asano Y, Shintani Y, Aoyama H, Kioka H, Tsukamoto O, Hikita M, Shinzawa-Itoh K, Takafuji K, Higo S, Kato H, Yamazaki S, Matsuoka K, Nakano A, Asanuma H, Asakura M, Minamino T, Goto Y, Ogura T, Kitakaze M, Komuro I, Sakata Y, Tsukihara T, Yoshikawa S, Takashima S.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 112 ページ: 1553-1558
  • DOI: 10.1073/pnas.1419767112.
  • 査読あり
• [学会発表] Evaluation of Mitochondrial ATP Levels in Vivo Identifies G0/G1 Switch Gene 2 as a Therapeutic Target of Ischemic Heart Failure (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisakazu KATO, Hidetaka KIOKA, Yoshihiro ASANO, Seiji TAKASHIMA
  • 学会等名: 第18回日本心不全学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2014-10-11 – 2014-10-11
• [備考] 大阪大学大学院医学系研究科・生命機能研究科 医化学講座
  • URL: http://medbio.sakura.ne.jp/