気道疾患のミトコンドリア機能障害

ミトコンドリアのbioenergetics、カルシウム、構造上の調整障害(fusion、fission、 splittingと増殖)、motility、 ROSとDAMPs(Damage associated Molecular patters)、autophagy/mitophagyなど

治療ターゲットの一例として、昔懐かしいビタミンC・E、 mitoubiquinone mesylate(MitoQ)のようなミトコンドリア標的抗酸化物質。ミトコンドリア特異的 mitoTEMPOは、線維化抑制、マウスの喘息モデルに有効との報告。MitoQとMitoTEMPOともタバコ煙抽出物によるミトコンドリア機能障害改善作用、COPDの気道平滑筋ミトコンドリア機能改善、喘息のオゾン暴露マウスでの改善作用・・・記載あり
fission/fusion、motilityなど今後の課題




Mitochondrial Dysfunction in Airway Disease
Y.S. Prakash, et. al.
Chest. 2017. doi:10.1016/j.chest.2017.03.020


ミトコンドリアのoxygen sensing及びエネルギー産生機能外を含む細胞機能への関心が高まり、正常・病的過程のnon-canonical role、これが気道の構造や機能に影響を与える
ミトコンドリアは炎症・感染・タバコの煙、環境ような重大な疾患への影響を与えるupstream processをsenseし、ミトコンドリア蛋白・構造・機能不全を介して刺激に応答するよう変容する
逆に、downstream的影響として、細胞質ゾル・ミトコンドリアカルシウム調整、気道収縮、遺伝子・蛋白housekeeping、酸化ストレス反応、増殖、アポトーシス、線維化、そして代謝へ影響を与える。
加齢、老化などの生理過程でも役割を果たし、肥満などの病態も気道疾患へ悪影響を与える。
ミトコンドリアの構造・機能が気道疾患にどのような役割を果たすか、治療開発上重要で、ここでは気道上皮、平滑筋、線維芽細胞のミトコンドリアの役割、疾患生物学への寄与として一貫性があり、重要な普遍的存在成分を治療ターゲットにする意義など

ミトコンドリアは細胞質面外膜と、fold高度な内膜で形成され、中に、 electron transport chain (ETC) と酸化的リン酸化、ミトコンドリアDNA(mtDNA)を含む
ROS(reactive oxygen species)はミトコンドリア呼吸の正常副産物
COPDや喘息のような疾患では、たばこの煙や炎症などの傷害により、ミトコンドリア呼吸成分の影響が異なり、ROS産生が総体的に増加し、結果、downstreamに炎症自体、mtDNA integrity、細胞形質ゾルCa2+調整の異常、細胞増殖、アポトーシス、feedback fashonにて、ミトコンドリア構造や機能において変化を生じる。特に、重度ストレスはpermeability transition pore;PTPをもたらし、アポトーシスを誘導する。