ミトコンドリアゲノムの維持と発がん防御

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ミトコンドリアDNAの酸化障害と発がんDNA酸化障害の最も代表的な指標は酸化型グアニン塩基8-oxo-guanine(8-oxoG)である。現在、電気化学発光やマススペクトロメトリーを用いた方法が用いられているが、この方法では遺伝子特異的なDNA酸化障害を評価できない。大腸菌のMutMおよびMutYはそれぞれC:8-oxoGおよびA:8-oxoGを切断し、5′側に燐酸基を持つ断端を作りだす。そこで、目的の遺伝子に特異的なプライマーを設計し、このMutMおよびMutYで切断されたDNA鎖をLMPCR法で増幅することで遺伝子特異的なDNA酸化障害を評価を試みた。この方法により、ミトコンドリアDNAでは8-oxoGはC:8-oxoGではなく、A:8-oxoGの形で蓄積しているとの結果を得た。また、ミトコンドリアDNA酸化障害が関係することが知られているパーキンソン病患者においても、酸化型dGTPである8-oxo-dGTPを加水分解する8-oxo-dGTPaseである大腸菌MutTのヒトホモローグhMTH1が過剰発現していること、また、心不全モデルでも、ミトコンドリアおける活性酸素産生とミトコンドリアDNAの障害ならびにMTH1の過剰発現を見いだした。これらは、活性酸素による慢性的な酸化ストレスでは、ミトコンドリアDNAの障害が重要な病態であることとMTH1がDNA酸化障害防御における重要性を示唆している。ミトコンドリアDNAの酸化障害評価法とミトコンドリアDNA複製速度評価法の確立にほぼ成功した。本研究助成によって得られた知見と方法により、今後、ミトコンドリアDNA酸化障害やミトコンドリアDNA異常と発がん防御との関係をさらに明らかにすることが可能になると考えている。