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2015 年度 実施状況報告書

骨格筋不全におけるmitoNEETによるミトコンドリア機能制御の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26350879
研究機関北海道大学

研究代表者

絹川 真太郎  北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (60399871)

研究分担者 筒井 裕之  北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70264017)
松島 将士  北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80552869)
横田 卓  北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90374321)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードミトコンドリア / 骨格筋不全 / 鉄代謝
研究実績の概要

本研究課題の初年度であった平成26年度は骨格筋不全モデル動物を作成し、ミトコンドリアにおける鉄代謝異常や酸化ストレス亢進を介したミトコンドリア機能障害があり、mitoNEETタンパク減少が確認された。このことは、C2C12培養細胞でも同様の結果が確認された。本年度は、mitoNEET欠損マウスを作成し、検討を行った。mitoNEET欠損マウスは外観上、野生型マウスと違いがなかった。また、3か月齢ではミトコンドリア内の鉄容量の増加や酸化ストレス亢進は確認されたが、ミトコンドリア機能は保持され、運動能力は違いがなかった。一方、12か月齢のmitoNEET欠損マウスでは、ミトコンドリアの形態異常、機能異常と同時に、運動能力の低下が確認された。さらに、3か月齢のmitoNEET欠損マウスに圧負荷肥大心を作成したところ、野生型マウスに手術を行った場合と比較して更なる悪化が確認された。ミトコンドリア機能や酸化ストレスの亢進があり、悪化の原因としてこれらの機序が関わっていると考えられた。しかしながら、ミトコンドリア内鉄容量の更なる増加はなく、むしろ低下する傾向があり、現在、このメカニズムを解析中である。
次に、mitoNEET欠損によるミトコンドリア内鉄容量増加の機序を検討した。これまで知られていた鉄流入や流出に関わるタンパクに変化がなかった。そこで、タンパク相互作用を検討したところ、鉄代謝に関わる細胞質のタンパク(X)とミトコンドリア内へ物質を輸送する可能性があるミトコンドリア内膜タンパク(Y)とmitoNEETが結合することを見出した。今後、この点に関してさらなる解析のためin vitroで検討予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初申請時点の計画は仮説通りに進んでいる。さらに、うまくいかない場合の計画も予定していたが、十分に計画通りに進んでいる。さらに、実績概要でも述べたように、当初基地の鉄代謝に関わるタンパクの変化が起こっていると仮説を立てていたが、むしろ新たなmitoNEETとの相互作用を有するタンパクを発見するに至り、発展が期待できる研究結果となっている。

今後の研究の推進方策

平成28年度は当初の予定通り、骨格筋不全に対する薬物療法の可能性を検討する研究課題を推進する予定である。また、我々が見出したmitoNEETとの相互作用を有する新たなタンパクとの関連に関しても研究を推進する予定である。

次年度使用額が生じた理由

3月中に納品された物品が4月支払となったため

次年度使用額の使用計画

未使用額分95241円は4月末に支払われる

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Sesamin prevents decline in exercise capacity and impairment of skeletal muscle mitochondrial function in mice with high-fat diet-induced diabetes2015

    • 著者名/発表者名
      Takada S, Kinugawa S, Matsushima S, Takemoto D, Furihata T, Mizushima W, Fukushima A, Yokota T, Ono Y, Shibata H, Okita K, Tsutsui H
    • 雑誌名

      Exp Physiol

      巻: 100 ページ: 1319-1330

    • DOI

      10.1536/ihj.15-108.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Curcumin ameliorates skeletal muscle atrophy in type I diabetic mice via inhibiting the protein ubiqutination2015

    • 著者名/発表者名
      Ono T, Takada S, Kinugawa S, Tsutsui H
    • 雑誌名

      Exp Physiol

      巻: 100 ページ: 1052-1063

    • DOI

      10.1113/EP085049.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] AST-120 ameliorates lowered exercise capacity and mitochondrial biogenesis in the skeletal muscle from mice with chronic kidney disease via reducing oxidative stress2015

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa M, Ishimori N, Takada S, Saito A, Kadoguchi T, Furihata T, Fukushima A, Matsushima S, Yokot T, Kinugawa S, Tsutsui H
    • 雑誌名

      Nephrol Dial Transplant

      巻: 30 ページ: 934-942

    • DOI

      10.1093/ndt/gfv103.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Low-intensity exercise under ischemic conditions enhances metabolic stress in patients with heart failure2015

    • 著者名/発表者名
      Takahashi M, Kinugawa S, Takada S, Hirabayashi K, Yokota T, Matsushima S, Saito A, Okita K, Tsutsui H
    • 雑誌名

      Int J Cardiol

      巻: 201 ページ: 142-144

    • DOI

      10.1016/j.ijcard.2015.08.022.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Serum brain-derived neurotrophic factor level predicts adverse clinical outcomes in patients with heart failure2015

    • 著者名/発表者名
      Fukushima A, Kinugawa S, Homma T, Masaki Y, Furihata T, Yokota T, Matsushima S, Takada S, Kadoguchi T, Oba K, Okita K, Tsutsui H
    • 雑誌名

      J Card Fail

      巻: 21 ページ: 300-306

    • DOI

      10.1016/j.cardfail.2015.01.003.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Desruption of mitoNEET, outer mitochondrial membrane protein, increases mitochondrial iron content in the heart2015

    • 著者名/発表者名
      Furihata T, Kinugawa S, Takada S, Matsushima S, Mizushima W, Yokota T, Tsutsui H
    • 学会等名
      Desruption of mitoNEET, outer mitochondrial membrane protein, increases mitochondrial iron content in the heart
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-11 – 2015-12-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Decreased brain-derived neurotrophic factor impairs mitochondrial function via ampk-pgc1a signaling in the skeletal muscle from post-infarct heart failure mice2015

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto J, Kinugawa S, Takada S, Furihata T, Mizushima W, Matsushima S, Yokota T, Tsutsui H
    • 学会等名
      The 32nd Annual Meeting of the International Society for Heart Research Japanese Section
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-11 – 2015-12-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Brain-derived neurotrophic factor could regulate mitochondrial function in the skeletal muscle through ampk-pgc1a signaling in heart failure mice2015

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto J, Kinugawa S, Takada S, Furihata T, Mizushima W, Tsuda M, Nakajima T, Katayama T, Fukuoka R, Yokota T, Matsushima S, Okita K, Tsutsui H
    • 学会等名
      American Heart Association Scientific Session 2015
    • 発表場所
      Orlando(USA)
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Deletion of NAD(P)H oxidase 2 attenuates angiotensin II-induced skeletal muscle atrophy2015

    • 著者名/発表者名
      Mizushima W, Kinugawa S, Kadoguchi T, Takada S, Fukushima A, Furihata T, Matsumoto J, Tsuda M, Yokota T, Matsushima S, Okita K, Tsutsui H
    • 学会等名
      American Heart Association Scientific Session 2015
    • 発表場所
      Orlando(USA)
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Recombinant human BDNF can mimic effects of exercise training in mice2015

    • 著者名/発表者名
      Takada S, Kinugawa S, Matsushima S, Yokota T, Mizushima W, Furihata T, Matsumoto J, Tsuda M, Fukushima A, Okita K, Tsutsui H
    • 学会等名
      American Heart Association Scientific Session 2015
    • 発表場所
      Orlando(USA)
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-09
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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