2型糖尿病の新たな鍵？筋肉のミトコンドリア「品質管理」の謎を解明
私たちの体のエネルギー工場である「ミトコンドリア」。この小さな器官の不調が、2型糖尿病の根本的な原因の一つであるインスリンの効きにくさ（インスリン抵抗性）に関わっていることが、最新の研究で明らかになってきました。特に、筋肉細胞の中で何が起きているのでしょうか？ルイジアナ州の研究チームが、ミトコンドリアの「掃除」と「分裂」のバランスが崩れるメカニズムを解明し、新たな治療法への道を拓きました。
ルイジアナ州バトンルージュにあるペニントン生物医学研究センターの研究者たちが、2型糖尿病患者の骨格筋において、ミトコンドリアの動態と品質管理メカニズムの障害が、どのようにインスリン感受性に影響を与えるかについて、重要な洞察を明らかにしました。このオープンアクセスの研究は、「Deubiquitinating Enzymes Regulate Skeletal Muscle Mitochondrial Quality Control and Insulin Sensitivity in Patients with Type 2 Diabetes（脱ユビキチン化酵素は2型糖尿病患者の骨格筋ミトコンドリア品質管理とインスリン感受性を調節する）」と題され、2025年3月4日付の「Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle」誌に掲載されました。
ペニントン生物医学研究センターのエグゼクティブ・ディレクターであるジョン・カーワン博士（John Kirwan, PhD）が率いる研究チームは、骨格筋内のミトコンドリア動態を調節する上で重要な役割を果たす、脱ユビキチン化酵素の重要性に焦点を当てました。研究結果は、細胞が損傷したミトコンドリアを除去するプロセスである「マイトファジー」の欠陥を、ミトコンドリアの断片化が補うことで、T2D患者の骨格筋の品質管理を維持している可能性を示唆しています。この適応は、マイトファジー機能が損なわれているにもかかわらず、ミトコンドリアの機能を維持するのに役立っている可能性があります。
言い換えると、この研究は、T2D患者の体内では特定のタンパク質であるダイナミン関連タンパク質1が過剰に働くため、細胞のエネルギー生産工場である健康なミトコンドリアが減少することを示しています。さらに、DUBsという別のタンパク質群が、体が損傷したミトコンドリアを掃除するのを助けるプロセスを妨害することも示されました。この妨害により、筋肉がインスリンを適切に利用することが困難になり、これが糖尿病における重要な問題となっています。
この研究成果は、ミトコンドリアの動態と品質管理の障害が、どのように骨格筋のインスリン抵抗性やT2Dの発症に寄与するかの理解を深めるものです。また、DUBsの働きを阻害する薬剤が、T2Dの予防や治療において重要な役割を果たす可能性があるという重要な証拠も提供しています。
「私たちの研究チームは、特定の酵素が糖尿病患者の筋細胞内のミトコンドリアにどのように影響するかを調査しました」とカーワン博士は述べています。「損傷したミトコンドリアの正常な掃除プロセスがうまく機能していない場合、細胞はミトコンドリアをより小さな断片に分解することで適応することを発見しました。この代替アプローチは、2型糖尿病の代謝的な課題にもかかわらず、筋肉の機能を維持するのに役立っています。私たちの研究は、ミトコンドリアとインスリンの間の複雑な相互作用を浮き彫りにし、代謝の健康を改善することを目的とした将来の介入への道を開くものです。」
ペニントン生物医学研究センターは、統合生理学・分子医学研究室の主要な研究者数名がこの調査に貢献するなど、本研究において極めて重要な役割を果たしました。代謝研究の推進に対する同センターの取り組みは、公衆衛生に重要な意味を持つ発見を今後も生み出し続けるでしょう。
ペニントン生物医学研究センターについて
ペニントン生物医学研究センターは、肥満、糖尿病、心血管疾患、がん、認知症の引き金を理解することに関連する医学的発見の最前線に立っています。同センターは、細胞から社会に至るまでの解決策を創造する科学的発見を通じて、代謝の健康を促進し、代謝性疾患を撲滅することで世界をリードするというビジョンを掲げています。基礎研究、臨床研究、集団研究を行っており、ルイジアナ州立大学（LSU）システムのキャンパスの一つです。
[News release] [Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle article]
