科学者たちは細胞内の老化を遅らせる新しい方法を発見した

この取り組みの主な焦点は、しばしば細胞の動力源と呼ばれるミトコンドリアです。これらの構造は、アデノシン三リン酸 (ATP) を生成することで細胞の活動を維持するエネルギーを生成します。老化と多くの加齢に関連する病気はミトコンドリア機能の低下と密接に関係しているため、科学者はミトコンドリアが健康長寿を目指す研究の重要なターゲットであると考えています。

ミトコンドリア超複合体とエネルギーパイプライン

ミトコンドリア内でのエネルギー生産は呼吸鎖複合体に依存しています。これらの分子は、最終的に細胞が ATP を生成できるようにプロトンと電子を移動させます。研究者らは、これらの複合体が集合してスーパー複合体と呼ばれる、より大きく柔軟なグループを形成できることを長年知っていました。これらの超複合体は、ミトコンドリア呼吸の効率を向上させると考えられています。

それでも、スーパーコンプレックスを明確な健康上の利点に直接結び付ける確かな証拠は、特に動物での研究からは限られています。このギャップにより、重要な疑問が未解決のままになっています。これらの構造は実際に老化と全体的な健康に測定可能な違いをもたらしているのでしょうか?

顕微鏡で見た COX7RP タンパク質

これを調査するために、日本の東京都健康長寿医療センター研究所の井上聡チームリーダーが率いるチームは、スーパー複合体の形成を助けるミトコンドリアタンパク質であるCOX7RPを調べた。日本の埼玉医科大学の池田和宏博士との共著による彼らの新しい研究は、雑誌『Aging Cell』に掲載された。

「私たちは以前、ミトコンドリアタンパク質の一つであるCOX7RPが、ミトコンドリア呼吸超複合体の形成を促進する重要な因子であることを特定しました。これにより、エネルギー産生が強化され、細胞内で酸化ストレスを引き起こす活性酸素種（ROS）が減少します」と井上博士は説明する。 「これに基づいて、我々は老化と抗老化プロセスの調節におけるCOX7RPとミトコンドリア呼吸スーパー複合体の役割を調査しました。」

遺伝子操作されたマウスはより長生きし、より健康に保たれた

研究者らは、生涯にわたってより高レベルの COX7RP を産生するように設計された COX7RP トランスジェニック (COX7RP-Tg) マウスを作成しました。このモデルを使用することで、研究チームはタンパク質が寿命、老化に関連した変化、代謝にどのような影響を与えるかを綿密に追跡することができました。

結果は驚くべきものでした。平均して、COX7RP-Tg マウスは野生型マウスより 6.6% 長生きしました。遺伝子操作されたマウスは健康寿命が延びる兆候も示したため、利点は寿命のみに限定されませんでした。彼らは、インスリン感受性の向上によりグルコース恒常性が改善され、血中トリグリセリドと総コレステロールが低下して脂質測定値も改善されました。研究チームはまた、筋持久力が向上し、肝臓への脂肪の蓄積が少ないことも発見した。

ミトコンドリアが強化され、老化シグナルが減少

細胞レベルでは、データはミトコンドリアのパフォーマンスの明らかな改善を示しました。 COX7RP-Tg マウスの組織では、ミトコンドリア呼吸スーパー複合体の形成が増加し、ATP 産生も同様に増加しました。

白色脂肪組織を詳しく観察すると、老化に関連する複数のバイオマーカーの変化が明らかになりました。マウスは、補酵素 NAD+ のレベルが高く、ROS のレベルが低く、細胞老化マーカー β-ガラクトシダーゼのレベルが低下していました。研究者らは、高齢マウスの白色脂肪組織に対する単核 RNA シーケンスを使用して、加齢に伴う炎症に関連する遺伝子の活性が低下していることも発見しました。これには、老化細胞の原型的な特徴である老化関連分泌表現型 (SASP) に関連する遺伝子が含まれていました。

これが健康的な老化にとってなぜ重要なのか

総合すると、これらの研究結果は、ミトコンドリアのエネルギー効率を高めることで、老化に関連する一般的な問題を遅らせたり軽減したりできる可能性があることを示唆しています。 「私たちの研究は、老化防止と長寿の根底にある新しいミトコンドリアのメカニズムを解明し、健康寿命を促進し、寿命を延ばすための戦略に新たな洞察を提供しました」と井上博士は強調します。 「例えば、ミトコンドリア呼吸器スーパー複合体の構築と機能を強化するサプリメントや医薬品は、長寿の延長に貢献する可能性があります。」

研究者らは、追加の研究により、ミトコンドリア超複合体が治療標的であるという根拠が強化される可能性があると述べている。この一連の研究が確認されれば、活力を維持し、糖尿病、脂質異常症、肥満などの加齢に伴う代謝障害に対処するための新たなアプローチをサポートする可能性がある。

この研究は、日本学術振興会の助成金 (23K07996、24K02505、22K06929、23H02962、24K21297) によって支援されました。東京都健康長寿医療センター研究所「認知症とうまく生きるための総合的研究拠点」武田科学財団。および自動車レース記念財団。この研究はAMEDからも助成番号JP25gm2110001で支援を受けました。