ｍｔＤＮＡに病原性突然変異を有する新規ミトコンドリア病モデルマウスの作出と解析

具有mtDNA致病性突变的新型线粒体疾病模型小鼠的创建和分析

• 批准号: 18J20289
• 负责人: 谷 春菜
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J20289/
• 关键词: ミトコンドリア; ミトコンドリア病; ミトコンドリアゲノム; 病態モデルマウス; ミトコンドリア遺伝子疾患; エネルギー産生不全; モデルマウス; 病原性突然変異; ミトコンドリア呼吸機能不全; ミトコンドリアtRNA

本年度は引き続き、樹立に成功した変異型mtDNAを有するモデルマウス(mito-mice)群における病態解析に取り組んだ。前年度時点で、生後10ヶ月齢のmito-miceにおいて、軽度のミトコンドリア病およびⅡ型糖尿病の発症が確認されていたため、組織を用いた詳細な解析を行った。その結果、変異型mtDNAの含有率の高いmito-miceでは肝臓の肥大が目視にて確認されたため、組織学的解析を行った結果、脂肪滴の過剰な蓄積が確認された。同様に血清を用いて肝機能マーカーの測定を行ったところ、mito-miceでは野生型マウスと比較し、ALTや中性脂肪の血中含有量が上昇している事が明らかとなった。この事から、樹立されたmito-miceでは、10ヶ月齢において、ミトコンドリア病、II型糖尿病に加え、脂肪肝をともなう肝機能不全が誘発されていることがわかった。さらに、mito-miceの各組織を用いてNative-PAGEによるミトコンドリア呼吸酵素複合体の活性測定を行ったところ、主要な組織において顕著な呼吸酵素複合体Iの活性低下が確認された。加えて、組織切片を用いた活性染色の結果、変異型mtDNAの含有率の高い複数の組織では、呼吸酵素複合体IVの活性が低下した細胞を含んでいることがわかった。これらの結果から、mtDNAにコードされたtRNAに生じる突然変異は、ミトコンドリア呼吸活性の低下を誘導するが、その中でも特に呼吸酵素複合体Iの活性を顕著に欠損させると考えられた。このような呼吸酵素複合体I活性の欠損はヒト相同変異を有するミトコンドリア病患者の臨床報告においても特徴付けられており、患者の病態を再現するモデルマウスの樹立に成功したと結論した。以上の結果は、申請者を筆頭著者とした原著論文として学術雑誌に投稿中である。

This year は lead き 続 き, sets up the に successful し た - different mtDNA を have す る モ デ ル マ ウ ス (mito - mice) group of に お け る pathological parsing に group take り ん だ. Before the annual point で, 10 齢 ヶ month after の mito - mice に お い て, 軽 の ミ ト コ ン ド リ ア disease お よ び Ⅱ diabetes の 発 disease が confirm さ れ て い た た め, organization を い た detailed analytical line を っ な た. そ の results, mtDNA variations heteromorphosis の containing rate high の い mito - mice で は perforatien の liver hypertrophy が visual に て confirm さ れ た た め line, histological analytic を っ た results, fat drops の turning な accumulation が confirm さ れ た. With others in に serum を い て liver function マ ー カ ー の measurement line を っ た と こ ろ, mito - mice で は wild-type マ ウ ス と し, ALT や neutral fat の blood contains quantity rising が し て い る matter が Ming ら か と な っ た. こ の matter か ら, sets up the さ れ た mito - mice で は, 10 ヶ month 齢 に お い て, ミ ト コ ン ド リ ア に え, fatty liver disease, type 2 diabetes を と も な う liver insufficiency が 発 lure さ れ て い る こ と が わ か っ た. さ ら に, mito - mice を の organizations use い て Native - PAGE に よ る ミ ト コ ン ド リ ア respiratory enzyme complex の activity test line を っ た と こ ろ, main な organization に お い て 顕 the な lower respiratory enzyme complex I activity の が confirm さ れ た. Add え て, biopsy を い た の reactive dyeing results, mtDNA variations heteromorphosis の containing rate high の い plural の organization で は, respiratory enzyme complex IV の active low が し を た cells contain ん で い る こ と が わ か っ た. こ れ ら の results か ら, mtDNA に コ ー ド さ れ た tRNA に raw じ る suddenly - different は, ミ ト コ ン ド リ ア induced low breathing activity の を す る が, そ の in で も, に respiratory enzyme complex I activity の を 顕 the に owe loss さ せ る と exam え ら れ た. こ の よ う な respiratory enzyme complex I activity の owe loss は ヒ ト - different を have same す る ミ ト コ ン ド リ ア patients clinical report の に お い て も 徴 pay especially け ら れ て お り, patient の pathological を reappearance す る モ デ ル マ ウ ス の set に successful し た と conclusion し た. The above results are である, the applicant を, the author と た た, the original paper と て て, the academic 雑 journal に, and the submission is in progress である.

项目成果

Mice deficient in the Shmt2 gene have mitochondrial respiration defects and are embryonic lethal.

• DOI: 10.1038/s41598-017-18828-3
• 发表时间: 2018-01-11
• 期刊: Scientific reports
• 影响因子: 4.6
• 作者: Tani H;Ohnishi S;Shitara H;Mito T;Yamaguchi M;Yonekawa H;Hashizume O;Ishikawa K;Nakada K;Hayashi JI
• 通讯作者: Hayashi JI

ミトコンドリアtRNAに点突然変異を有する新規ミトコンドリア病モデルマウスの樹立へ向けて

建立线粒体tRNA点突变的新型线粒体疾病模型小鼠

• 发表时间: 2018
• 作者: 谷 春菜;石川 香;林 純一;中田 和人
• 通讯作者: 中田 和人

病原性変異型mtDNAを有するミトコンドリア関連疾患モデルマウスの樹立および病態解析

线粒体DNA致病性突变小鼠线粒体相关疾病模型的建立及病理分析

• 发表时间: 2020
• 作者: 谷 春菜;石川 香;林 純一;中田 和人
• 通讯作者: 中田 和人

ミトコンドリアDNAに病原性突然変異を有する新規ミトコンドリア病モデルマウスの樹立へ向けて

建立线粒体DNA致病性突变的新型线粒体疾病模型小鼠

• 发表时间: 2019
• 作者: 谷 春菜;石川 香;林 純一;中田 和人
• 通讯作者: 中田 和人

Establishment of novel model mice for mitochondrial tRNA-based disorders

线粒体 tRNA 疾病新型小鼠模型的建立

• 发表时间: 2018
• 作者: Tani H;Ishikawa K;Hayashi J.-I;Nakada K
• 通讯作者: Nakada K