新しい化学ツールキットは、ミトコンドリア操作、薬物毒性への洞察を明らかに

なぜコレステロールを下げるスタチンを服用約100万人の人々が多くの場合筋肉のけいれんを経験するのですか？なぜそれがまれなケースで糖尿病は、腸内寄生虫の薬を取るときに、彼の血糖値が改善することです？緑茶の主張された健康影響の科学的根拠はありますか？

新しい化学ツールキットは、これらおよび他の生理学的な謎の最初の臨床説明を提供しています。答えは、結局のところ、すべての沸騰ダウンミトコンドリアには、細胞質に漂っこれらの小さな細胞小器官は、多くの場合、セルのバッテリパックのように説明。

ハーバード大学医学部助教授で、Broad Instituteの準加盟国Vamsi Moothaが率いる研究チームは、ミトコンドリアの機能五主要な側面を分離し、個々の薬剤は、これらの各領域にどのような影響を与えるか分析するツールキットを開発しました。これらの結果は、ネイチャーバイオテクノロジーにオンライン2月24日公開されています。

過去数十年にわたり、ミトコンドリアが増え細胞の健康の重要な決定要因として理解されている。一方、ミトコンドリアの機能不全は、多くの神経変性条件だけでなく、糖尿病などの代謝性疾患につながることができます。ミトコンドリアは私達が私達の体を動かすエネルギーに食べ物を回すために責任があるので、これらと他の接続は論理的です。それにもかかわらず、まだ十分にミトコンドリア活性のすべての側面を問い合わせるための体系的な方法がありませんでした。

"歴史的に、ミトコンドリアに関するほとんどの研究は、通常の環境からそれらを隔離することによって行われた、"また、マサチューセッツ総合病院での人間の遺伝学研究センターのメンバーであるMoothaは、述べています。 "我々は、その後、私達に彼らの自然環境にどのように関連するミトコンドリアの画像を与えるだろう無傷の細胞、のコンテキスト内でミトコンドリアを分析したいと考えていました。これを行うために、我々は、その後の計算で採掘できるスクリーニング大要を作成しました。"

徹底的にこれらの細胞小器官を分析するために、Moothaと彼のチームは、2,500の化学化合物のライブラリーは、ミトコンドリア毒性副産物を（独自の有毒廃棄物を生み出すミトコンドリアすべて"化学工場"のように）どのように影響したかを見て、ミトコンドリアの活動の5つの基本的な機能上ではゼロ、エネルギーレベル、物質がこれらの細胞小器官を通過する速度、膜電位、およびキーミトコンドリアと核遺伝子の発現。 （ミトコンドリアはヒトの約37遺伝子からなる、独自のゲノムが含まれています。）

"それはちょうど診断エンジンのために車を取るようなものだ"とMoothaは説明しています。 "メカニックはバッテリー、排気システム、ファンベルト、などを検証します、そしてその結果として、全体のシステムのために、読み出しが生成されます。それは我々が行ってきたことに似ています。"

これらの調査の結果、Moothaと彼のグループは3つの主要な調査結果を作り出した。

最初に、チームは、ミトコンドリアと細胞の核ゲノムは互いに通信することによって経路を発見した。彼らはある種の薬が実際​​にこれら二つのゲノム間の通信を破ったことを発見することで、これを発見した。リバースエンジニアリングの薬"毒性作用によって、彼らは正常な機能を再構築することができるかもしれません。

第二に、チームは、スタチンと呼ばれるコレステロール低下薬のクラスを見て。約100万人のアメリカ人がスタチンを取る、そしてそのグループの中で、100万の経験の筋肉のけいれんや痛みについて。これまでの研究では、ミトコンドリアが関与していたことを示唆、しかし、臨床的証拠が矛盾する残った。 Moothaと彼の同僚は、血圧の薬はプロプラノロールでした六スタチン（フルバスタチン、ロバスタチン、およびシンバスタチン）のうち3ミトコンドリアのエネルギーレベルと干渉ことがわかった。組み合わせると、効果が悪化していた。

Moothaは言う"それは心臓病の患者のかなりの数がプロプラノロールと同様にこれらの3つのスタチンのどれかにいる、という可能性だ"、"我々の細胞の研究は、これらの患者は筋肉のけいれんを開発するためのより高い危険にさらされる可能性があると予測している。明らかに、これは唯一の仮説ですが、今これは簡単にテスト可能です。"

2003年に共著論文のMootha、2型糖尿病は、ミトコンドリア遺伝子の発現の減少にリンクされていた方法を示した紙の上に目とおそらく最も臨床的に関連する発見ビルド。後続とは無関係ペーパーでは、2型糖尿病とミトコンドリア毒性副産物の増加との関係を示した。 Moothaのグループはそれらのツールキットを照会し、これらの関数の両方に影響するあらゆる薬、ミトコンドリアの廃棄物を削減しながら、遺伝子発現を高めることができる薬があったかどうかを確認することを決めた。

実際、彼らはの5つが細胞の細胞骨格、すなわち、細胞にその構造を与える足場をかき乱すことが知られていただけ、といういた6つの化合物を発見した。