Elucidation of the role and interaction of presenilin 1 and 2 in myocardial mitophagy

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申請者はこれまでにプレセニリン2（PS2）はマイトファジー活性化によりミトコンドリアの恒常性を維持していることを明らかにした。PS2の機能解析の過程で、構造の類似したプレセニリン1（PS1）と相補的に働くことでマイトファジーを制御していると考えられたため、その相互作用の解明を目的として研究計画を立案した。(1) ミトコンドリア膜電位測定およびミトコンドリア内膜電位を反映する膜蛋白Opa1の同位体を調べ、siPS2-H9c2は膜電位非依存的にマイトファジーを阻害していると考えられた。(2) 電子顕微鏡を用い、siPS2-H9c2およびsiPS1-H9c2の超微形態を観察した結果、siPS2-H9c2ではミトコンドリア断片化が示唆された。そこでミトコンドリアDNAに関連する転写因子TFAMおよびnrf1, nrf2のmRNA発現を測定したが、否定的であった。(3) 健常ミトコンドリアでは外膜でPINK1が切断される。siPS2-H9c2ではPINK1切断が抑制されていた。通常のマイトファジー反応では膜電位低下時にPINK1は切断されず、その結果ユビキチンのリン酸化が起きる。一方で、siPS2-H9c2ではPINK1切断が抑制されるのにユビキチンはリン酸化されない。申請者はこの差異について、ミトコンドリアにおけるPINK1切断に関与する因子が重要であると考えた。PINK1はミトコンドリア外膜のTOMM40受容体と内膜のTIMM23受容体に取り込まれ内膜蛋白PARLにより切断を受ける。PARLはPS2と共局在することが報告されているが詳細は不明である。申請者はsiPS2-H9c2およびsiPS1-H9c2におけるPARLのmRNA発現を調べた結果、siPS2-H9c2は他2者より有意に亢進しており、PARLが重要な役割を担っていると考えられた。