難病『ミトコンドリア心筋症』の進行メカニズムを発見~患者とモデルマウス研究の統合による病態解明~

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2025-04-22 国立循環器病研究センター,大阪大学

国立循環器病研究センターらの研究グループは、難病「ミトコンドリア心筋症」の進行メカニズムを、患者とモデルマウスの解析を統合することで解明した。ミトコンドリアDNA変異により異常な酸化ストレスとエネルギー代謝の障害が心筋で進行し、病態が悪化することが確認された。この成果は、発症の早期診断や治療法開発に貢献する可能性がある。

<関連情報>

Atf3はミトコンドリア性心筋症の移行を制御していることが、空間および単一細胞トランスクリプトミクスによって明らかになった Atf3 controls transitioning in female mitochondrial cardiomyopathy as identified by spatial and single-cell transcriptomics

Tasneem Qaqorh, Yusuke Takahashi, Kohei Sameshima, Kentaro Otani, […], and Yasunori Shintani
Science Advances  Published:4 Apr 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adq1575

難病『ミトコンドリア心筋症』の進行メカニズムを発見~患者とモデルマウス研究の統合による病態解明~

Abstract

Oxidative phosphorylation defects result in now intractable mitochondrial diseases (MD) with cardiac involvement markedly affecting prognosis. The mechanisms underlying the transition from compensation to dysfunction in response to metabolic deficiency remain unclear. Here, we used spatially resolved transcriptomics and single-nucleus RNA sequencing (snRNA-seq) on the heart of a patient with mitochondrial cardiomyopathy (MCM), combined with an MCM mouse model with cardiac-specific Ndufs6 knockdown (FS6KD). Cardiomyocytes demonstrated the most heterogeneous expression landscape among cell types caused by metabolic perturbation, and pseudotime trajectory analysis revealed dynamic cellular states transitioning from compensation to severe compromise. This progression coincided with the transient up-regulation of a transcription factor, ATF3. Genetic ablation of Atf3 in FS6KD corroborated its pivotal role, effectively delaying cardiomyopathy progression in a female-specific manner. Our findings highlight a fate-determining role of ATF3 in female MCM progression and that the latest transcriptomic analysis will help decipher the mechanisms underlying MD progression.

医療・健康
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