ミトコンドリア電子伝達系酵素欠損の分子的機作の解明

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ミトコンドリア・サイトパチーと呼ばれる疾患群の原因の一つとしてミトコンドリア電子伝達系酵素欠損がある。その分子機作を明らかにする目的で以下の生化学的、免疫化学的、免疫組織化学的研究をミトコンドリア・サイトパチー患者の生検あるいは剖検組織を用いて行った。1.乳児到死型ミトコンドリア・サイトパチー患者での分析:生化学的には電子伝達系酵素活性の全般的低下を認め、分光学的にもチトクロムb,aa、の欠損を証明した。免疫化学的に複合体【IV】のサブユニット含量が著減しており、電気泳動的にも異常蛋白の蓄積が認められ、この患者のミトコンドリア蛋白の組成の異常が電子電子伝達系酵素異常の背景にあることが指摘された。2.肥大型心筋症のために死亡したMELAS(脳卒中発作を呈するミトコンドリア脳筋症)の患者の心筋ミトコンドリアの分析:この患者で複合体【I】のサブユニットの全般的低下を見い出し、MELASの生化学的異常がおそらく複合体【I】の合成低下によるものであると推定された。3.ミトコンドリア・サイトパチーの4例におけるサブユニット異常:様々な症状をもった患者で複合体【I】または複合体【IV】、あるいはその両者のサブユニットの含量の低下を見いだした。いずれも複数のサブユニットの全般的低下であり両複合体の欠損が共通した原因によることが示唆された。4.MELASの4症例の生検または剖検組織での異常の免疫化学的ならびに免疫組織化学的検索:4例でいずれも複合体【I】の活性およびサブユニット含量の低下を証明した。組織学的には複合体【I】のサブユニットの異常集積した線維とその減少した線維がモザイク状に見られた。また臓器間で酵素サブユニットの減少程度が様々であることが明らかになった。以上により電子伝達系酵素の欠損がミトコンドリア遺伝子の発見異常によるものと推定された。