世界初のATPプロドラッグによる健康寿命延伸の新しい可能性~ミトコンドリア活性化によりエネルギー代謝不均衡を改善する生体エネルギー分子治療の提案~

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2025-06-24 九州大学

九州大学先導物質化学研究所の穴田貴久准教授グループは、ミトコンドリア機能低下によりエネルギー代謝が減退する老化に対し、細胞内ATP(アデノシン三リン酸)を効率的に増加させる世界初の核酸プロドラッグ「proAX」を開発しました。ヒト線維芽細胞へ添加すると24時間以内にATP濃度が最大で約3倍まで上昇し、エネルギーセンサーAMPK活性化、脂肪酸酸化促進、活性酸素の抑制という抗ストレス作用も確認。さらに、モデル生物C. elegans(線虫)への投与では寿命が24%延長する効果が得られました。老化に伴うエネルギー代謝の不均衡を是正可能な新アプローチとして、今後はマウスなど哺乳類モデルでの安全性・有効性検証を経て、健康寿命の延伸や加齢性疾患予防を目指した製品開発へ展開が期待されます。本成果は2025年6月13日に『Journal of the American Chemical Society』に掲載されました。

世界初のATPプロドラッグによる健康寿命延伸の新しい可能性~ミトコンドリア活性化によりエネルギー代謝不均衡を改善する生体エネルギー分子治療の提案~
本研究のグラフィカルアブストラクト proAXは細胞内で変換され、ミトコンドリアを活性化し、ATPを上昇させる

<関連情報>

ミトコンドリア呼吸を活性化し、ストレス耐性と寿命延長を促進する核酸プロドラッグ A Nucleic Acid Prodrug That Activates Mitochondrial Respiration, Promotes Stress Resilience, and Prolongs Lifespan

Takahisa Anada,Michiharu Kawahara,Taisei Shimada,Ryotaro Kuroda,Hidenori Okamura,Daiki Setoyama,Fumi Nagatsugi,Yuya Kunisaki,Eriko Kage-Nakadai,Shingo Kobayashi,and Masaru Tanaka
Journal of the American Chemical  Published: June 13, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.5c06772

Abstract

Mitochondrial dysfunction caused by aging leads to decreased energy metabolism, resulting in functional decline and increased frailty in multiple tissues. Strategies for protecting and activating mitochondria under stressful conditions are required to suppress aging and age-related diseases. However, it is challenging to develop drugs capable of boosting mitochondrial respiration and compensating for the reduced intracellular adenosine triphosphate (ATP) levels. In this study, we developed a prodrug that stimulates the metabolism of intracellular adenine nucleotides (AXP: adenosine monophosphate (AMP), adenosine diphosphate (ADP), and ATP). It enhances AMP-activated protein kinase activity, fatty acid oxidation, oxidative stress resistance, and mitochondrial respiration, thereby increasing the intracellular ATP levels. Furthermore, this prodrug markedly extended the lifespan of Caenorhabditis elegans. AXP-driven stimulation of cellular energy metabolism proposed herein represents a novel geroprotective strategy and paves the way for the development of bioenergetic-molecule therapeutics.

生物化学工学
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