研究背景 血液システムの維持と修復は生命の延続と健康にとって非常に重要であり、その基盤として造血幹細胞（hematopoietic stem cells, HSCs）の安定性が特に重要です。造血幹細胞のプールの維持は、内的および外的要因に依存しており、その中でも低酸素環境と抗酸化メカニズムはHSCsの生存に重要な役割を果たしています。細胞代謝の研究が進むにつれて、科学者たちはアミノ酸代謝がHSCsの機能維持にとっても非常に重要であることを発見しました。特に、セリン代謝が重要です。しかし、セリンは伝統的に非必須アミノ酸と考えられており、多くの成人細胞が自身で合成できるため、健康な成体細胞におけるその役割についての研究は少ないです。 本論文は杜昌洪、刘超南などの学者によって《Cell Stem ...
研究の背景と目的 年齢を重ねるとともに、造血幹細胞（Hematopoietic Stem Cells, HSCs）は骨髄中に徐々に蓄積し、さまざまなストレス条件下で代謝レジリエンスを示します。この代謝レジリエンスは、老化したHSCsに細胞生存の優位性を提供し、低代謝条件下でも細胞の活力を維持します。老化は通常HSCsの機能低下を引き起こしますが、いくつかの研究では、年老いたHSCsが静態において骨髄微小環境の成長因子濃度が低い条件下でも生存できることが示されています。老化過程におけるHSCsにとって、エネルギー代謝、代謝経路の適応性、および細胞内の酸化ストレス抵抗性は、科学者たちにとって研究の鍵となる問題です。 この研究は、Shintaro Watanuki、Hiroshi Kobayash...
MGAの欠失は、ミトコンドリアの酸化的リン酸化を調節することでRichter転換を促進する 本論文は、慢性リンパ性白血病(chronic lymphocytic leukemia, CLL)が侵襲性リンパ腫へ転換する、いわゆるリヒター転換(Richter’s Transformation, RT)について、MGA(Max遺伝子関連)の機能と分子メカニズムを探究したものです。MGAは機能的なMYC抑制因子で、CLLでは3%の変異率ですが、RTでは36%に上昇します。MGAの変異がRTで頻繁に見られるにもかかわらず、CLLからRTへの転換過程における具体的な役割とメカニズムはまだ不明でした。本研究では、MGA遺伝子ノックアウトマウスを作成し、RTにおけるその役割を探索しました。 学術的背景と研究...
加齢によるtRNAGlu由来フラグメントはミトコンドリア翻訳依存性のクリステ組織を標的とし、グルタミン酸生合成を破壊する 学術的背景紹介 ミトコンドリアのクリステは内膜が内側に突出した構造で、加齢過程で顕著な形態変化を起こします。しかし、これらの変化を引き起こす分子メカニズムやその脳の加齢への寄与は不明確です。クリステの超微細構造の維持は、クリステに存在する呼吸酵素の正常機能に不可欠であり、クリステ構造が破壊されると内膜上の酵素活性が著しく低下します。グルタミナーゼ（GLS）はクリステに位置する重要な酵素で、グルタミン酸の生成を触媒し、ニューロン内環境のグルタミン酸レベルを維持します。最も豊富な神経活性アミノ酸および主要な興奮性神経伝達物質としてのグルタミン酸のレベルは、脳の加齢過程で徐々に...
TH17細胞内在のグルタチオン/ミトコンドリア-IL-22軸による腸炎症の保護メカニズム 背景紹介 腸内では多量の活性酸素（ROS）が産生されており、腸の恒常性維持におけるT細胞抗酸化メカニズムの役割は未だ不明である。本論文では、特異的にグルタミン酸システイン合成酵素（GCLC）を欠失させたT細胞がグルタチオン（GSH）合成に与える影響を研究し、TH17細胞が産生するIL-22が腸の保護においていかに重要であるかを探討した。恒常状態下では、GCLC欠乏は細胞因子の分泌を変えない。しかし、病原菌Citrobacter rodentiumに感染したマウスでは、ROSが増加しミトコンドリアの機能とTFAMが駆動するミトコンドリア遺伝子発現を破壊し、細胞ATPが減少、PI3K/AKT/mTOR経路を...
新たなタンパク質Cytb-187aaが哺乳類の初期発育を調節する 学術的背景 ミトコンドリアは細胞にエネルギーを供給する多機能な細胞小器官であり、エネルギー供給だけでなく、細胞のアポトーシス調節、細胞シグナル伝達、さまざまな生合成経路の調節にも関与しています。これらの多機能の中で、ミトコンドリア内の物質は細胞質や細胞核に放出され、シグナル分子として作用します。例えば、ミトコンドリア反応性酸素種（reactive oxygen species, ROS）やカルシウムイオン（Ca2+）は細胞質内に放出され、細胞アポトーシスや細胞運命の決定に関与します。また、ミトコンドリアRNAやペプチド物質の放出も、さまざまな代謝ストレス応答や生物学的過程において重要な役割を果たしています。 既存の研究では、ミ...
AIFM1遺伝子のミスセンス変異による、ミトコンドリア機能障害とリボフラビン欠乏不耐性 研究背景 ミトコンドリアは二重膜構造を持つ細胞小器官で、有核真核細胞に存在し、主に酸化的リン酸化によってアデノシン三リン酸(ATP)を産生し、細胞にエネルギーを供給しています。ミトコンドリアは独自のゲノムを持ち、ミトコンドリア呼吸鎖複合体に関与する13種類のタンパク質をコードしていますが、その他のミトコンドリアタンパク質は核ゲノムによってコードされ、ミトコンドリアに輸送されます。その中で、アポトーシス誘導因子(Apoptosis-Inducing Factor, AIFM1)はX連鎖AIFM1遺伝子によってコードされるミトコンドリアフラビンタンパク質で、カスパーゼ非依存性細胞死に関与し、呼吸鎖複合体の生合...
遺伝子コード化電圧インジケーター(GEVIs)のミトコンドリア標的応用 背景と研究動機 ミトコンドリアは真核細胞のエネルギー工場として、生体エネルギー変換、代謝物合成、細胞生存、カルシウム貯蔵、熱産生など、多くの細胞プロセスで重要な役割を果たしています。脳や心臓など、好気的代謝を大量に必要とする器官では、ミトコンドリアの正常な機能が特に重要です。ニューロンや心筋細胞の静止膜電位の維持には大量のエネルギーを必要とし、これは主にナトリウム-カリウムポンプ（Na+/K+ ATPase）によって実現されます。ミトコンドリア内膜には、キャリア、イオンチャネル、イオンポンプが含まれており、様々な物質の輸送を担当し、ミトコンドリア膜電位（MMP, ψm）を生成し影響を与えています。ψmは、エネルギー生産、...
研究概要及び背景 世界的な高齢化の加速に伴い、虚血性脳血管疾患の発生率も著しく上昇しています。65歳以上の高齢者は特に脳虚血による認知機能低下を起こしやすく、慢性脳血流低下（Chronic Cerebral Hypoperfusion、CCH）が認知障害や血管性認知症（Vascular Dementia、VAD）の主な原因となっています。文献によると、VADは北米とヨーロッパで2番目に一般的な認知症の原因となっており、約15％から20％を占めています。アジアでは、約30％の認知症症例がVADによって引き起こされています。したがって、CCHによる記憶機能障害を深く研究し、効果的な治療標的を探ることは、公衆衛生にとって重要な意義があります。 既存の研究により、長期的な脳血流量の不足が炎症反応、酸...
Kii ALS/PDC星状細胞における異常なCHCHD2関連ミトコンドリア変性の研究報告 一、研究背景 筋萎縮性側索硬化症/パーキンソン痴呆複合（ALS/PDC）は、日本、グアム、およびパプアニューギニアなどの西太平洋諸島で主に見られるまれかつ複雑な神経変性疾患です。この病気の患者は、典型的なALSやパーキンソン病（PD）の症状を示し、解剖後にはPDおよびALSの特徴的なα-シヌクレイン蛋白およびTDP-43蛋白の蓄積が発見されます。さらに、リン酸化タウ蛋白も検出され、この病気の蛋白病理特性をさらに複雑にしています。この病気に作用する多くの要素が研究されているにもかかわらず、その原因は依然として不明です。ますます多くの証拠が、脳の健康を維持するために重要な役割を果たす星状細胞（アストロサイツ...