ミトコンドリアtRNA修飾欠損の回復と発症抑制メカニズムの解明

ミトコンドリア病が疑われる患者のミトコンドリアDNAにおいてm.3243A>G変異に加え、同じtRNALeuの中であるm.3290T>Cの一塩基置換が2家系で同定された。これらの患者は典型的なミトコンドリア病の症状とは異なっていた。そこで、この患者の核を持たずミトコンドリアDNAのみを持つ血小板とヒト骨肉腫細胞株143B細胞由来で核は持つがミトコンドリアDNAをもたないρ0細胞を融合させ、ミトコンドリアDNAのm.3243A>Gとm.3290T>Cを併せ持つCybrid細胞を作製した。m.3243A>G変異のみを持つmtDNAを有するCybrid細胞と3243A>G変異に加えm.3290T>C変異を有するCybrid細胞を比較し、細胞増殖能はm.3290T>Cも併せ持つ細胞では、大きく回復していた。ミトコンドリアタンパクの発現量もm.3290T>Cを併せ持つと有意に発現が増加していた。Native PAGEを用いた呼吸鎖複合体の形成能の確認では、m.3243A>Gのみではほとんど形成されていないのに対し、m.3290T>Cを併せ持つと複合体形成能が大きく回復していた。ミトコンドリア機能として酸素消費量もm.3290T>Cを持つ細胞はm.3243A>G変異のみの細胞よりも回復していた。各々の細胞から抽出したtRNAにおけるタウリン修飾の様式の比較では、m.3243A>G変異のみではほどんど修飾を受けていないが、m.3290T>Cを併せ持つと正常ほどではないが、修飾が大きく回復していた。これらのことより、ミトコンドリアtRNA Leuのm.3243A>G変異によっておこるタウリン修飾の阻害が、m.3290T>C変異を併せ持つことで、修飾が回復しtRNAによるコドンの認識が回復し、タンパク合成が戻り、m.3243A>G変異による病状を減弱させる効果を持つことが示唆された。

ミトコンドリア病が疑われる患者のミトコンドリアDNAにおいてm.3243A>G変異に加え、同じtRNALeuの中であるm.3290T>Cの一塩基置換が2家系で同定された。これらの患者は典型的なミトコンドリア病の症状とは異なっていた。そこで、この患者の核を持たずミトコンドリアDNAのみを持つ血小板とヒト骨肉腫細胞株143B細胞由来で核は持つがミトコンドリアDNAをもたないρ0細胞を融合させ、ミトコンドリアDNAのm.3243A>Gとm.3290T>Cを併せ持つCybrid細胞を作製した。m.3243A>G変異のみを持つmtDNAを有するCybrid細胞と3243A>G変異に加えm.3290T>C変異を有するCybrid細胞を比較し、細胞増殖能はm.3290T>Cも併せ持つ細胞では、大きく回復していた。ミトコンドリアタンパクの発現量もm.3290T>Cを併せ持つと有意に発現が増加していた。Native PAGEを用いた呼吸鎖複合体の形成能の確認では、m.3243A>Gのみではほとんど形成されていないのに対し、m.3290T>Cを併せ持つと複合体形成能が大きく回復していた。ミトコンドリア機能として酸素消費量もm.3290T>Cを持つ細胞はm.3243A>G変異のみの細胞よりも回復していた。各々の細胞から抽出したtRNAにおけるタウリン修飾の様式の比較では、m.3243A>G変異のみではほどんど修飾を受けていないが、m.3290T>Cを併せ持つと正常ほどではないが、修飾が大きく回復していた。これらのことより、ミトコンドリアtRNA Leuのm.3243A>G変異によっておこるタウリン修飾の阻害が、m.3290T>C変異を併せ持つことで、修飾が回復しtRNAによるコドンの認識が回復し、タンパク合成が戻り、m.3243A>G変異による病状を減弱させる効果を持つことが示唆された。