単一ミトコンドリアの時間分解計測による活性酸素発生抑制機構の研究

单线粒体时间分辨测量抑制活性氧产生的机制研究

• 批准号: 13878131
• 负责人: 太田 善浩
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13878131/
• 关键词: ミトコンドリア; 活性酸素; 膜透過性遷移; 膜電位; 蛍光イメージング; Permeability Transition; 電子伝達系

【目的】ミトコンドリア活性の測定のほとんどは、懸濁液などのミトコンドリア集団を対象に行われてきた。個々のミトコンドリアごとに異なる振る舞いが生じている場合、集団を対象とした測定では、個々の振る舞いを平均した描像のみを捉えることになる。そこで、本研究ではミトコンドリア活性のうち膜電位を個々のミトコンドリアで測定し、その結果を老化や病気の原因となるミトコンドリアからの活性酸素の発生と比較・検討した。【方法】豚心筋から単離したミトコンドリアをカバーガラスに吸着させ、膜電位感受性蛍光色素TMREで染色した。個々のミトコンドリアの膜電位は蛍光顕微鏡により、TMREの明るさから求めた。活性酸素の発生量は、生成される過酸化水素の量で評価した。【結果・考察】リンゴ酸を添加してNADHの生成を促進すると、個々のミトコンドリアは膜電位の急激な生成・消失を繰り返した。従来のミトコンドリア集団を対象とした測定では、ミトコンドリア膜は呼吸基質の添加後速やかに分極し、その後ほぼ一定の状態を保つため、ミトコンドリア集団での測定と大きく異なる結果である。次にこの膜電位の急激な変化が何によるものか検討した結果、膜電位が急激に変化する状態ではミトコンドリアから分子量600程度の親水性の蛍光色素(calcein)が流出することが確認され、急激な膜電位の消失は膜透過性遷移(PT)によって生じることがわかった。PTとはコンダクタンスの大きな非特異的チャネルが開くことによって生じると考えられている現象である。次に、活性酸素の発生量を比べると、繰り返し生じるPTによってミトコンドリアの電子伝達系が還元状態を回避できる状態では回避できない状態よりも、活性酸素の発生量が有意に抑制された。これらの結果は、ミトコンドリアでおきる一時的なPTは活性酸素の発生を抑制する機構であることを示唆するものである。

【 objective 】 ミ ト コ ン ド リ ア determination of active の の ほ と ん ど は, suspension な ど の ミ ト コ ン ド リ ア set 団 を line like に seaborne わ れ て き た. A 々 の ミ ト コ ン ド リ ア ご と に different な る vibration る dance い が raw じ て い る occasions, set 団 を like と seaborne し た determination で は, a 々 の vibration る dance い を average し た stroke like の み を catch え る こ と に な る. そ こ で, this study で は ミ ト コ ン ド リ ア active の う ち membrane potential を a 々 の ミ ト コ ン ド リ ア で し, そ の results を aging や disease 気 の reason と な る ミ ト コ ン ド リ ア か ら の acid active element の 発 raw と comparison, 検 beg し た. 【 method 】 dolphin heart muscle か ら 単 from し た ミ ト コ ン ド リ ア を カ バ ー ガ ラ ス に sorption さ せ, membrane potential susceptibility 蛍 photopigment TMRE で dyeing し た. A 々 の ミ ト コ ン ド リ ア の membrane potential は 蛍 light 顕 micromirror に よ り, TMRE の Ming る さ か ら o め た. The amount of active acid produced で, the amount of される acidified hydrolysin produced で, and the evaluation of 価 た. リ result, examine 】 【 ン ゴ acid を add し て NADH の generation を promote す る と, a 々 の ミ ト コ ン ド リ ア は membrane potential の nasty shock な generated, disappear を Qiao り return し た. 従 to の ミ ト コ ン ド リ ア set 団 を like と seaborne し た determination で は, ミ ト コ ン ド リ ア membrane は respiratory substrate の after adding speed や か に extremely し, そ の after ほ ぼ certain の state を protect つ た め, ミ ト コ ン ド リ ア set 団 で の determination と big き く different な る results で あ る. Time に こ の membrane potential の nasty shock な variations change what が に よ る も の か beg し 検 た results, membrane potential が nasty shock に variations change す る state で は ミ ト コ ン ド リ ア か ら の hydrophilic molecular weight 600 degree の 蛍 photopigment (calcein) が outflow す る こ と が confirm さ れ, nasty shock な membrane potential の disappear は migration of membrane permeability (PT) に よ っ て raw じ る こ と Youdaoplaceholder0 った. PT と は コ ン ダ ク タ ン ス の big き な of nonspecific チ ャ ネ ル が open く こ と に よ っ て raw じ る と exam え ら れ て い る phenomenon で あ る. Time に, active acid の 発 production を than べ る と, Qiao り return し raw じ る PT に よ っ て ミ ト コ ン ド リ ア の electronic state of department が yuan also 伝 を avoid で き る state で は avoid で き な い state よ り も, active acid の 発 production が intentionally に inhibit さ れ た. こ れ ら の results は, ミ ト コ ン ド リ ア で お き る transient な PT は acid active element の 発 raw を inhibit す る institutions で あ る こ と を in stopping す る も の で あ る.

项目成果

Nakayama, et al.: "Fluorescence Imaging of Metabolic Responses in Single Mitochondria"Biochem. Biophys Res. Commun.. 290. 23-28 (2002)

Nakayama 等人：“单线粒体代谢反应的荧光成像”Biochem。

Nakayama et al.: "Fluorescence Imaging of Metabolic Responses in Single Mitochondria"Biochim.Biophys.Res.Commun.. 290. 23-28 (2002)

Nakayama 等人：“单线粒体代谢反应的荧光成像”Biochim.Biophys.Res.Commun.. 290. 23-28 (2002)

Ohta, Y., Hattori, S.: "Determination of Membrane Potential in Single Mitochondria"BUTSURI. 57. 592-595 (2002)

Ohta，Y.，Hattori，S.：“单线粒体膜电位的测定”BUTSURI。