ミトコンドリア機能障害によるオリゴデンドロサイトの脆弱性を発⾒ 〜⽼化性神経変性疾患の病態把握への期待〜

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2026-06-01 九州大学

九州大学の研究グループは、定量プロテオミクス技術「iMPAQT2」を用いて、神経系を構成するニューロン、オリゴデンドロサイト、アストロサイトの代謝特性と、ミトコンドリア機能障害時の応答を比較解析した。その結果、ニューロンとオリゴデンドロサイトは主にミトコンドリアの酸化的リン酸化(OXPHOS)に依存してエネルギーを産生する一方、アストロサイトは主に解糖系を利用していることが判明した。また、オリゴデンドロサイトではミエリン維持に重要なコレステロール合成、脂肪酸分解、ヘム分解に関与する酵素が高発現していた。さらにミトコンドリア機能が低下すると、オリゴデンドロサイトでは解糖系代謝やコレステロール合成、ヘム分解、脂肪酸分解が大きく抑制され、他の神経細胞よりも強い脆弱性を示すことが明らかになった。オリゴデンドロサイトは神経伝導を支えるミエリン鞘の形成・維持を担うため、その代謝障害は神経変性疾患の発症や進行に深く関与する可能性がある。本研究は、老化やミトコンドリア異常が引き起こす神経変性疾患の新たな病態理解につながる成果であり、将来的な治療法開発への貢献が期待される。

ミトコンドリア機能障害によるオリゴデンドロサイトの脆弱性を発⾒ 〜⽼化性神経変性疾患の病態把握への期待〜

<関連情報>

iMPAQT2を用いたミトコンドリア機能不全に対する神経細胞特異的代謝再プログラミングの定量的プロテオミクス解析 Quantitative proteomic profiling of neural cells-specific metabolic reprogramming in response to mitochondrial dysfunction using iMPAQT2

Akito Tani, Mikako Yagi, Natsuki Horiuchi, Kento Nagata, Tomohiro Tanaka, Hiroki Kittaka, Ko Igami, Takeshi Uchiumi
Mitochondrion  Available online 14 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.mito.2026.102168

Abstract

Age-related mitochondrial dysfunction is increasingly recognized as a key contributor to neurodegenerative disease pathogenesis. In the central nervous system, neurons, oligodendrocytes, and astrocytes which derived from neural stem cells, fulfill distinct metabolic and functional roles. However, the specific vulnerabilities of these cell types to mitochondrial impairment remain unclear. In this study, we employed the iMPAQT2 proteomics platform to systematically compare the metabolic profiles of neurons, oligodendrocytes, and astrocytes, and to elucidate the molecular consequences of mitochondrial dysfunction induced by chloramphenicol and oligomycin. Our findings indicate that neurons and oligodendrocytes primarily rely on oxidative phosphorylation (OXPHOS) for ATP production, whereas astrocytes predominantly utilize glycolysis. It is noteworthy that oligodendrocytes exhibited enriched pathways for cholesterol synthesis, fatty acid degradation, and heme catabolism—processes that are critical for myelin maintenance. Treatment with the mitochondrial function inhibitors chloramphenicol or oligomycin reduced the expression of OXPHOS enzymes in all cell types. This reduction was particularly pronounced in oligodendrocytes for glycolysis, cholesterol synthesis, heme degradation, and fatty acid degradation. These results suggest that oligodendrocytes are particularly vulnerable to mitochondrial dysfunction, which may play a pivotal role in the pathogenesis of age-related neurodegenerative disorders.

医療・健康
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