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線虫の実験により、 高温ストレスによる筋細胞の崩壊メカニズムを解明 ―熱中症の重症化予防に期待―

線虫の実験により、 高温ストレスによる筋細胞の崩壊メカニズムを解明 ―熱中症の重症化予防に期待―

2017.06.08 13:04

【発表のポイント】

  • 熱中症は、高温や多湿な環境下で長時間活動することで、深部体温が上昇した際に生じ、めまい、倦怠感や筋攣縮などの症状がみられるが、悪化した際は、骨格筋などの横紋筋融解症が生じ、筋細胞内成分が血中に流出し、尿細管を閉塞、腎不全を来たし、死に至る。
  • 今回、モデル生物の一つ線虫(C エレガンス)を用いて、高温ストレスにより筋細胞内のカルシウム濃度が上昇することで、ミトコンドリアの断片化を来し、最終的に筋細胞の崩壊に至る経路を突き止めた。
  • 本研究成果は今後、ヒト熱中症による重症化症状の予防につながることが期待される。
 

【概要】

 東北大学大学院生命科学研究科の門間健太(博士後期課程学生)と東谷篤志教授らの研究グループは、ヒト熱中症のモデル系として線虫を用いた高温ストレスによる筋細胞の崩壊メカニズムを明らかにしました。高温によりカルシウム濃度が過剰に上昇し、その結果、ミトコンドリアの断片化が生じ、ミトコンドリアの機能が失われ、筋原線維の崩壊へと向かうことを明らかにしました。
 
 本研究成果は、米国遺伝学会誌 Genetics に 6 月 1 日付けで Early online として掲載されました。 本研究は、文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究「宇宙に生きる」ならびに革新的先端研究開発支援事業「AMED-CREST メカノバイオロジー機構の解明による革新的医療機器及び医療技術の創出」の支援を受けて行われました。
 
図 線虫の筋細胞のミトコンドリア(左端)は繊維状につながっている。高温(30℃3時間)により急速に断片化
が生じ、その後、通常温度(20℃)に戻してもミトコンドリアの崩壊は進み、最終的に筋原線維のミオシン、アクチ
ンが分解することが示された。
 
【論文題目】
題 目 : Heat-Induced Calcium Leakage Causes Mitochondrial Damage in Caenorhabditis elegans Body-Wall Muscles
 
著者:Kenta Momma, Takashi Homma, Ruri Isaka, Surabhi Sudevan and Atsushi Higashitani
 
雑誌:Genetics
DOI:https://doi.org/10.1534/genetics.117.202747

問い合わせ先

(研究に関すること)
東北大学大学院生命科学研究科
担当 東谷 篤志 (ひがしたに あつし)
電話番号: 022-217-5715
Eメール: ahigashi*m.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

(報道に関すること)
東北大学大学院生命科学研究科広報室
担当 高橋 さやか(たかはし さやか)
電話番号: 022-217-6193
Eメール: lifsci-pr*grp.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)