低酸素下におけるミトコンドリアとリソソームの相互作用　同仁化学研究所

ミトコンドリアは酸素を酸化的リン酸化によって消費しATPを生成する重要な働きを担っている。一方、リソソームには加水分解酵素が含まれており、細胞内の不要物や損傷した細胞小器官を分解し細胞の恒常性を維持している。ミトコンドリアは物理的、機能的にリソソームと相互作用し、細胞の代謝を調節していることが知られているが、ミトコンドリアとリソソームの相互作用の様式や生物学的機能については、いまだ不明な点が多い。本論文では、低酸素が、ミトコンドリア間の接触と融合を通して、通常の管状ミトコンドリアを巨大ミトコンドリアと呼ばれる大きな構造へと変化させることを明らかにした。さらに、低酸素状態では、ミトコンドリアとリソソームの相互作用が亢進し、一部のリソソームが巨大ミトコンドリアに飲み込まれ、ミトコンドリアの活性酸素産生が促進されることを示した。
Hypoxia-reprogramed megamitochondrion contacts and engulfs lysosome to mediate mitochondrial self-digestion 論文へのアクセスはこちら: Hao, T., et. al., Nature Communications (2023)
注目ポイント・低酸素下では、ミトコンドリア間の接触と融合を通じて、通常の管状ミトコンドリアをより大きな構造（巨大ミトコンドリア）へと変化させる・低酸素下では、ミトコンドリア-リソソーム相互作用が亢進し、一部のリソソームは巨大ミトコンドリアに飲み込まれる・STX17-SNAP29-VAMP7複合体はこのプロセスを助け、ミトコンドリア分解の自己消化モードに寄与する・この自己消化モードはミトコンドリアの活性酸素産生をエスカレートさせる
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アプリケーションデータ
リソソーム機能とミトコンドリアROS 　CCCPとAntimycin(AN)は、ミトコンドリアのROSを誘導し、ミトコンドリア膜電位の低下につながることが知られている。最近の研究では、CCCPはミトコンドリア活性酸素だけでなく、リソソーム機能障害も誘導することが示されている。ミトコンドリアのROSを観察するために、HeLa細胞をミトコンドリアスーパーオキシド検出用のMitoBright ROS Deep Redで標識し、リソソーム量とpHをLysoPrime GreenとpHLys Redでそれぞれ検出した。MitoBright ROSとリソソーム色素による共染色から、CCCPはAntimycinとは異なり、リソソームの中和とミトコンドリアのROS誘導を同時に引き起こすことが示された。参考文献: Padman, B. S., et. al., Autophagy (2013) 使用製品 - LysoPrime Green - pHLys Red - Lysosomal Acidic pH Detection Kit - MitoBright ROS - Mitochondrial Superoxide Detection リソソームとマイトファジーの共染色 Mitophagy Detection KitとLysoPrime Greenまたは既存のリソソーム染色試薬で染色したSH-SY5Y細胞に、マイトファジー誘導の刺激を与え蛍光イメージングを行いました。既存品では蛍光シグナルが低下し、マイトファジー誘導後のリソソーム局在を確認できませんが、LysoPrime Greenの蛍光シグナルは低下せず経時的なリソソームの局在が確認された。このことより、Mtphagy Dyeの蛍光輝点が既存品よりも共局在率が高くなるため、より正確なマイトファジー解析をすることが可能です。＜検出条件＞ LysoPrime Green: Ex= 488 nm, Em= 500-570 nm Mtphagy Dye: Ex= 561 nm, Em= 560-650 nm 使用製品 - LysoPrime Green - Mitophagy Detection Kit