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メインコンテンツにスキップ グローバルメニューにスキップ | フッターにスキップ メニューボタン 対象者別 ">入学希望の方">卒業生の方">地域・一般の方">企業・メディアの方">在学生">教職員 探す アクセス Language JP EN TOPニュース・イベント【研究発表】複合体Iバイパスを促進する化合物を同定～5-アミノレブリン酸がミトコンドリア病（指定難病）の症状改善につながる可能性～https://www.tmu.ac.jp/news/topics/35932.html 2023.08.17 【研究発表】複合体Iバイパスを促進する化合物を同定～5-アミノレブリン酸がミトコンドリア病（指定難病）の症状改善につながる可能性～ 報道発表 1.概要 　ミトコンドリア［※１］は電子伝達系［※２］生体のエネルギー分子ATP［※３］を産生し、その働きに関わる遺伝子の変異はミトコンドリア病［※４］の原因となる。ミトコンドリア病はATPの産生低下による全身性の症状を示すが、特にエネルギー需要が高い脳や筋肉の症状が顕著に見られ、その根本的な治療法が求められている。電子伝達系は４つの呼吸鎖複合体からなり、特に複合体Iの欠損はミトコンドリア病の原因の多くの割合を占める。5-アミノレブリン酸（5-ALA）［※５］は、クエン酸第一鉄ナトリウム(SFC)と共に投与するとミトコンドリアを賦活することが知られる 。しかし、電子伝達系欠損個体に対する効果はわかっていなかった。東京都立大学大学院理学研究科の野澤菜緒子大学院生（当時）と安藤香奈絵准教授らは、ミトコンドリア電子伝達系の一部である複合体Iを欠損させたショウジョウバエに5-ALA-HCl+SFCを摂取させると、運動機能が大きく改善されることを見つけた。さらに、これらの個体では複合体Iを欠損したままII、IVの活性が上昇し、ATP量が増加したことから、複合体Iを迂回してATPが合成されることが示唆された（図1）。　本研究から、ミトコンドリアのATP産生を促進する新たなメカニズムが明らかになった。この知見は将来、複合体I欠損による疾患の治療法の開発につながる可能性がある。　なお、本プレスリリースはSBIファーマ株式会社が同時（2023年8月17日）に発表する「東京都立大学によるオックスフォード大学出版局の科学雑誌「Human Molecular Genetics」への5-ALAに関する研究論文発表のお知らせ～5-ALA+SFCで電子伝達系複合体I欠損の症状改善の可能性～」と同一の研究成果について取り上げる。  図1. 複合体I欠損ショウジョウバエに対する5-ALA+SFCの効果 ２.ポイント 複合体Iを欠損させたショウジョウバエでは、ピルビン酸［※６］や乳酸［※７］の蓄積、幼虫期での発達の遅れや致死、神経筋接合部の形成異常、成虫期での運動機能の低下や寿命の短縮が起きた。 複合体I欠損ショウジョウバエに5-ALA-HCl+SFCを摂取させると、ピルビン酸や乳酸の蓄積の低下、幼虫期での神経筋接合部の形成異常が改善し、成虫期での運動機能の低下が改善された。 5-ALA-HCl+SFCは、複合体I欠損個体で、複合体II以降の電子伝達系でのATP合成を亢進させた。  ３.研究の背景 　生体に必要となるエネルギーのほとんどはミトコンドリアで作られている。ミトコンドリアの呼吸鎖複合体  (複合体I～IV)は電子の受け渡しを行い、ATP合成酵素が電子伝達系に溜まった電子を使用してエネルギー（ATP）を生産する（電子伝達系）。呼吸鎖複合体の異常はミトコンドリア病と呼ばれる多臓器障害を伴う遺伝病の原因となる。特に電子の最初の入口となる複合体Iの欠損は、電子伝達系異常によるミトコンドリア病の原因の1/3を占める。複合体I欠損は、特にエネルギーを必要とする心臓や筋肉、脳などに与えるダメージが大きく、神経症状など様々な臨床症状が現れる。呼吸鎖複合体への電子の流入の一部は、複合体IIからも起こることが知られていた。すなわち、複合体II以降を利用したATP産生を増強できれば、複合体I欠損による異常を軽減できるかもしれない。しかし、その増強の方法は知られていなかった。　呼吸鎖複合体の複合体II、III、IVとチトクロムcは、ヘムタンパク質を含む。ヘムの原料となる5-アミノレブリン酸塩酸塩(5-ALA-HCl)とヘムに必要な鉄源としてクエン酸第一鉄ナトリウム(SFC)を組み合わせて投与すると、様々なモデルでミトコンドリア賦活効果があることが知られていた。そこで今回、ショウジョウバエをモデルとして用い、複合体I欠損へのその効果を調べた。 ４.研究の詳細 　複合体Iのアセンブリ因子であるNDUFAF6のショウジョウバエのホモログであるsicilyを全身でノックダウンすることによって複合体I欠損ショウジョウバエを作成した。sicilyノックダウンショウジョウバエでは、ピルビン酸や乳酸が蓄積し、幼虫期での発達の遅れや致死、神経筋接合部の形成異常が観察された。さらに成虫期では、運動機能の低下や寿命の短縮が起きた。しかし、5-ALA-HCl+SFCを含む餌で飼育すると、幼虫期での神経接合部の形成異常が減少し、成虫期での運動機能の低下が緩和され、ピルビン酸や乳酸の蓄積が減少した。さらに、複合体Iは欠損したままだが、複合体IIと複合体IVの活性が上昇し、ATP量が増加していた。このことより、5-ALA-HCl+SFCは複合体Iを介さずにATP生産を促進していることが示された。 5.研究の意義と波及効果 　本研究により、5-ALA-HCl+SFCは複合体I 欠損  を回避し、ATP産生を促進することで、ショウジョウバエの代謝異常を補正し、有害な表現型を緩和することが明らかになった。複合体Iのバイパスという現象は知られていた   が、個体レベルでそれを促進する化合物が同定されたのは初めてであり、ミトコンドリアのATP 産生の新たなメカニズムの解明につながる。また、ミトコンドリア病には現在有効な治療法がないが、複合体Iバイパスの促進による根本的な治療薬の開発につながる可能性がある。 ６.論文情報 ＜タイトル＞ 5-Aminolevulinic acid bypasses mitochondrial complex I deficiency and corrects physiological dysfunctions in Drosophila. ＜著者＞ Naoko Nozawa, Marie Noguchi, Kanako Shinno, Taro Saito, Akiko Asada, Takuya Ishii, Kiwamu Takahashi, Masahiro Ishizuka, and Kanae Ando ＜雑誌名＞ Human Molecular Genetics 10.1093/hmg/ddad092 ７.補足説明 [1]ミトコンドリア　細胞内にある小器官の１つ。細胞内のエネルギー生産工場としてアデノシン三リン酸(ATP）を作ることで知られている。 [2]電子伝達系  　ミトコンドリアの中に存在するエネルギー生産工場  。いくつものタンパク質が集合した複合体（呼吸鎖複合体）が４つとチトクロムcからできている。これらの呼吸鎖複合体が電子を輸送してATP合成酵素が溜まった電子を使用しATPを生産している。 [3]ATP (アデノシン三リン酸) 　細胞内のエネルギー通貨。ミトコンドリア電子伝達系とATP合成酵素により作られる。 [4]ミトコンドリア病　遺伝子疾患の一種で難病指定されている。ミトコンドリアの機能に関わる遺伝子に変異が入ることで発症する病気の総称。原因遺伝子は現在確認できているだけで300種類以上あり、臓器ごとに多様な症状を示す。 [5]5-アミノレブリン酸（5-ALA）　体内のミトコンドリアで作られるアミノ酸。ヘムやシトクロムと呼ばれるエネルギー生産に関与するタンパク質の原料となる重要な物質だが、加齢に伴い生産性が低下することが知られている。5-アミノレブリン酸は、焼酎粕や赤ワイン等の食品にも含まれるほか、植物の葉緑体原料としても知られている。 [6]ピルビン酸　ミトコンドリアの中でATPを作る過程でできる物質で、生体においては糖質・脂質・アミノ酸などの生合成、代謝に関与している。 [7]乳酸　糖質が代謝の過程で生産される物質の一つ。生体内では、急激な運動をした際に筋肉で多くのエネルギーを作る際にできる生成物として知られている。  ８.問合せ先  （研究に関すること）東京都立大学大学院 理学研究科 生命科学専攻　准教授 安藤香奈絵TEL：042-677-2769　E-mail：&＃x6b;&＃x5f;&＃x61;&＃x6e;&＃x64;&＃111;&＃64;&＃x74;&＃x6d;&＃x75;.&＃97;&＃x63;&＃x2e;&＃x6a;&＃x70; （大学に関すること）東京都公立大学法人東京都立大学管理部 企画広報課 広報係TEL：042-677-1806　E-mail：i&＃x6e;&＃x66;&＃x6f;@&＃x6a;&＃x6d;&＃106;&＃x2e;&＃x74;&＃x6d;&＃x75;&＃x2e;&＃97;&＃x63;&＃x2e;&＃106;p    報道発表資料(472KB) ーーーーーーー 理学研究科 生命科学科専攻 安藤香奈絵准教授元のページに戻る 最新のニュース 2024.05.29 お知らせ 【重要】2024年度前期　一般学生　授業料減免申請 追加申請受付について 2024.05.24 お知らせ 【研究発表】一度の激しい運動がその後の身体活動量と体温を下げ体重を増やしてしまう 2024.05.17 お知らせ 【研究発表】溶液と固体の状態で円偏光を発光するキラルな亜鉛錯体の開発に成功－溶液と個体とで円偏光の回転方向が反転　新たな発光デバイスへの応用に期待－ 2024.05.16 お知らせ 【研究発表】過去77年間の小笠原諸島の植生変化を解明 －過去の人為的攪乱の履歴が、生態系の復元可能性に影響－ 2024.05.13 お知らせ 【研究発表】電気を流し、室温強磁性を示す希土類酸化物を発見－スピントロニクス材料としての応用に期待－ Page top 大学について学部・大学院教育の特長研究・産学公連携国際展開・留学学生生活・キャリア入試案内キャンパス・施設案内ニュース・イベントHOT TOPICS教員紹介 入学希望の方卒業生の方地域・一般の方企業・メディアの方在学生教職員 お問い合わせ関連リンクサイトマップサイトポリシープライバシーポリシーソーシャルメディアポリシーWEBマガジンメトロノワ調達・契約情報 ©2024 Tokyo Metropolitan Public University Corporation Follow Us都立大X都立大Channel Open/Close大学についてOpen/Close大学の目的・使命学長メッセージ学長メッセージ ＜メディア＞TMU Vision 2030Open/Close大学概要沿革組織図センター・機構学生数教職員数学則・規則施設概要設置認可申請書等東京都立大学の評価活動について数字で見る東京都立大学動画で見る東京都立大学シンボルマーク大学の校歌Open/Close教育情報の公表大学の教育研究上の目的・３ポリシー教育の3つのポリシー（学部）教育の3つのポリシー（大学院）教育研究上の基本組織アセスメント・ポリシー大学院（専門職大学院を除く）の学位論文審査基準授業に関すること成績評価基準、卒業・修了認定基準等メディア掲載Open/Close学部・大学院人文社会学部法学部経済経営学部理学部都市環境学部システムデザイン学部健康福祉学部Open/Close大学院 研究科・専攻一覧人文科学研究科法学政治学研究科経営学研究科理学研究科都市環境科学研究科システムデザイン研究科人間健康科学研究科大学院分野横断プログラム再編前の学部・大学院Open/Close教育の特長Open/Close革新的なカリキュラム基礎科目群教養科目群基盤科目群キャリア教育・インターンシッププログラム文理の枠を超えた履修推奨科目副専攻グローバル教育教職課程・学芸員養成課程文理教養プログラム学びのスタイル副専攻教職課程・学芸員養成課程教育基盤強化事業Open/Close教育改革推進事業首都大学東京 教育改革推進事業 FD活動都立大の教学IR ~Institutional Research~ベスト・ティーチング・アワードOpen/Close研究・産学公連携Open/Close研究センター、リサーチコア宇宙理学研究センター生命情報研究センター水道システム研究センター子ども・若者貧困研究センターソーシャルビッグデータ研究センター金融工学研究センター水素エネルギー社会構築推進研究センター医工連携研究センター量子物質理工学研究センターエネルギーインテグリティーシステム研究センター島嶼火山・都市災害研究センターコミュニティ･セントリック･システム研究センター言語の脳遺伝学リサーチコアサービスロボットインキュベーションハブリサーチコア（略称：serBOTinQ)高度研究東京都立大学 若手研究者等選抜型研究支援特別栄誉教授等制度・特別招聘教授制度共同研究・受託研究・学術相談・特定研究寄附金知的財産大学等発ベンチャー支援産学公連携スペース TMU Innovation Hub研究力強化推進プロジェクトローカル5G環境を活用した最先端研究都立大の先端研究に迫る傾斜的研究費一覧Open/Closeコンプライアンス・内部統制研究費の不正使用防止に対する取組（相談窓口・通報窓口の案内はこちら）研究活動の不正行為等防止に対する取組（通報窓口の案内はこちら）研究倫理利益相反マネージメント安全保障輸出管理Open/Close国際展開・留学多彩な留学制度／留学プログラムグローバル人材育成についてGlobal Discussion Camp（GDC）国連アカデミック・インパクト外国人留学生支援Open/Close国際交流協定協定校一覧（全学）(250KB)協定校一覧（部局間）(346KB)国際化基本方針国際化推進体制理学部生命科学科　英語課程 英語で学位が取得できるプログラムPickup！都立大の国際化 「東京都立大学ならではの体験ができる交換留学制度――異文化を肌で感じた記憶はその後の人生を変える」By 朝日新聞Thinkキャンパス広告記事Open/Close学生生活・キャリアOpen/Close学修サポート学生の修学支援主体的学修支援セミナーTA（ティーチングアシスタント）等Open/Close学生サポート学生相談室保健室ダイバーシティ推進室ボランティアセンター保険の加入学生課Open/Close施設の利用図書館連絡バス美術館の無料入場等学生寮などOpen/Closeキャンパスライフ学生広報チームpresents動画クラブ＆サークルFIND YOURSELF AT TMU(2.2MB)都立大生の1日VLOG！理系・文系の学生比べてみたBy朝日新聞YouTubeチャンネル【土佐兄弟の大学ドコイク】Open/Closeキャリア・就職キャリア支援・各種サポートキャリア支援課大学院進学Pickup！キャリア支援 「1年次から履修可能な現場体験型のキャリア授業で、未来の自分を考える」By 朝日新聞Thinkキャンパス広告記事学費・減免制度・奨学金制度等Open/Close入試案内Open/Close学部入試アドミッション・ポリシー学部入試概要【2024年5月24日更新】外部英語検定試験の利用について（2025年度以降一般選抜）インターネット出願入学者選抜要項・学生募集要項入試Q&A一般選抜の入試結果【2024年5月27日更新】(133KB)多様な選抜の入試結果【2024年4月26日更新】(146KB)募集人員【2023年7月7日更新】(313KB)オープンキャンパス・説明会資料請求・お問い合わせ入学考査料・入学料・授業料Open/Close学部入試制度改正2024年度2025年度2026年度Open/Close大学院入試大学院のシステムアドミッションポリシー大学院入試概要大学院学生募集要項大学院進学後の進路状況入学考査料・入学料・授業料資料請求・お問い合わせ大学案内・大学院案内Open/Closeキャンパス・施設案内キャンパスマップCampus Gallery図書館光の塔牧野標本館交通アクセスエコキャンパス・グリーンキャンパス電力使用状況イベントカレンダー教員紹介 入学希望の方卒業生の方地域・一般の方企業・メディアの方在学生 お問い合わせ関連リンクサイトマップサイトポリシープライバシーポリシーソーシャルメディアポリシーWEBマガジンメトロノワ調達・契約情報 JP EN Follow Us都立大X都立大Channel