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助成番号 141147
研 究 成 果 報 告 書（国立情報学研究所の民間助成研究成果概要データベース・登録原稿）
研究テーマ（和文） ＡＢ

マイトファジー可視化マウス樹立によるマイトファジーの生理的意義の解明

研究テーマ（欧文） ＡＺ

Establish the mitophagy detectable mouse to study physiological role of mitophagy

研究氏
代表名
者

ｶﾀｶﾅ ＣＣ姓）カンキ名）トモタケ

研究期間 Ｂ

２０１４ ～ ２０１６ 年

漢字 ＣＢ

神吉智丈

報告年度 ＹR

２０１６ 年

Tomotake

研究機関名

新潟大学

ﾛｰﾏ字 ＣＺ Kanki

研究代表者 ＣＤ
所属機関・職名

新潟大学大学院医歯学総合研究科・教授

概要 ＥＡ (600 字～800 字程度にまとめてください。)
ミトコンドリアは細胞内で消費される ATP の大半を産生する重要なオルガネラであり、その機能低下は様々な疾患に結びつく。最近の研究から、ミトコンドリアオートファジー（マイトファジー）が機能低下に陥ったミトコンドリアを選択的に分解することで、ミトコンドリア恒常性を維持していると考えられるようになってきた。しかしながら、動物個体内で起こっているマイトファジーを観察するのは難しく、その為、マイトファジーの生理的意義もほとんど明らかにされていない。
本研究では、マイトファジーを効率よく観察するためのマウス（マイトファジーマウス）を作製し、作製したマウスを用いてマイトファジーの生理的意義の解明を行うことを目的とした。
予備実験として、培養細胞に種々の蛍光タンパク質を発現させ、低酸素で誘導されるマイトファジーが観察できる条件を検討した。この結果、ミトコンドリア局在シグナルと 2 つの蛍光タンパク質をタンデムにつないだキメラタンパク質(mito-mCherry-GFP)ミトコンドリアに発現させた細胞では、固定後であってもマイトファジーが効率よく検出できるため、この蛍光タンパク質が発現するトランスジェニックマウスを作製した（マイトファジーマウスと呼ぶ）。マイトファジー
マウスを灌流固定し、主要な臓器の切片でマイトファジーを観察したところ、腎臓や肝臓では観察が難しい場合があったが、骨格筋、心筋、脳においては、効率的にマイトファジーを観察することが可能であった。また、これらの臓器では、富栄養状態でもある程度のマイトファジーが起こっており、24 時間の飢餓により特に骨格筋、心筋ではマイトファジーが強まることが明らかとなった。このことは、個体内ではマイトファジーは絶えず誘導されており、ミトコンドリア恒常生に寄与している可能性を示唆する。

キーワード ＦＡオートファジー

ミトコンドリア

マイトファジー（以下は記入しないでください。）
助成財団ｺｰﾄﾞ ＴＡ

研究課題番号 ＡＡ

研究機関番号 ＡＣ

シート番号- 1 -マウスモデル

発表文献（この研究を発表した雑誌・図書について記入してください。）
論文標題ＧＢ

Mitochondrial division occurs concurrently with autophagosome formation but
independently of Drp1 during mitophagy.

著者名 ＧＡ

Yamashita SI et 雑誌名 ＧＣal.

雑誌

ページ ＧＦ649～665

発行年 ＧＥJ Cell Biol.
2016巻号 ＧＤ

論文標題ＧＢ

Mitophagy in yeast: Molecular mechanisms and physiological role.

著者名 ＧＡ

Kanki T. et al.

雑誌名 ＧＣ

Biochim Biophys Acta.

ページ ＧＦ2756～2765

発行年 ＧＥ

2215

雑誌

015

巻号 ＧＤ

1853

論文標題ＧＢ
雑誌

著者名 ＧＡ
ページ ＧＦ

雑誌名 ＧＣ～発行年 ＧＥ

巻号 ＧＤ

発行年 ＨＤ

総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

発行年 ＨＤ

総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

著者名 ＨＡ
図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ
著者名 ＨＡ

図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ

欧文概要 ＥＺ
Mitochondria are essential organelles that function in important cellular events. Thus, theaccumulation of mitochondrial damage is related with several disorders including neurodegenerative
diseases, cancer, and aging. Recent studies have shown that mitochondria autophagy or mitophagy plays
an important role in mitochondrial homeostasis by degrading damaged or excess mitochondria. However,there are limited methods to observe mitophagy in the animal tissues and this makes difficult for us
to study the physiological role of mitophagy. In this study, we aim to develop a transgenic mouse whichallows us to observe mitophagy efficiently.
As a preliminary experiment, we expressed several kinds of fluorescent proteins in mammalian celllines and observed hypoxia-induced mitophagy. We found that mitophagy can be efficiently detected whencells express mito-mCherry-GFP chimera proteins in the mitochondria. Thus, we developed transgenic mouse
expressing these two fluorescent proteins. Using this mouse, we tested mitophagy in several tissues
and could observe mitophagy in skeletal muscle, heart, and brain, although it was difficult in kidney
and liver. Interestingly, in skeletal muscle and heart, mitophagy was induced under feeding condition
and it was increased by 24-hours starvation. This may suggest that mitophagy is constitutively induced
in animal tissues and contributes to mitochondrial homeostasis.

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