はじめに
太田成男
日本医科大学大学院医学研究科加齢科学系専攻細胞生物学分野
ミトコンドリアはエネルギー産生用の細胞小器官として知られてきた．そのエネルギー代謝の副産物として活性酸素種がミトコンドリアから放出され，酸化ストレスの主要な原因となる．ミトコンドリアには，そのほかにも多彩な機能があることが明らかになってきた．独自の遺伝子を保有し，細胞死を調節し，カルシウムの貯蔵庫として細胞内シグナルの調節を行う．また，ミトコンドリアは分裂・融合をダイナミックに繰り返し，ミトコンドリアの選択的分解によりミトコンドリア自身の品質管理を行っている．
ミトコンドリアは細胞内外の変化に対応して変動するので，ミトコンドリアの変化が原因なのか二次的結果なのかを明確にするのは容易ではない．最近の研究の進展により，ミトコンドリア機能の破綻がそれぞれの疾患の直接の原因として，分子レベルで解明されるようになった．そして治療へとつながっている．
わが国はミトコンドリア研究大国でもある．本別冊では，まず世界のトップランナーとして長年ミトコンドリア研究に携わってきた研究者に座談会で，過去・現在を踏まえ，将来への発展について意見を述べあっていただいた．
そして総説では，まずミトコンドリアの基本的性質として，ミトコンドリアのダイナミクス，選択的分解，カルシウムシグナリング，酸化ストレス，遺伝子を取り上げた．酸化ストレスと疾患との関連は各方面から論じていただき，細胞死の調節と老化制御に関する最新の知見を紹介していただいた．また，それぞれの疾患の原因としてのミトコンドリアを分子レベルで明らかにしていただき，治療への展開について解説していただいた．
この別冊で扱った疾患は，がん，認知症，パーキンソン病，気分障害，糖尿病，脂肪性肝疾患，骨粗鬆症，生活習慣病，ミトコンドリア病，寄生虫と広範に及ぶ．今後の発展によって，さらに多くの疾患の原因としてミトコンドリアが注目されるようになることが予想される．
太田成男
日本医科大学大学院医学研究科加齢科学系専攻細胞生物学分野
ミトコンドリアはエネルギー産生用の細胞小器官として知られてきた．そのエネルギー代謝の副産物として活性酸素種がミトコンドリアから放出され，酸化ストレスの主要な原因となる．ミトコンドリアには，そのほかにも多彩な機能があることが明らかになってきた．独自の遺伝子を保有し，細胞死を調節し，カルシウムの貯蔵庫として細胞内シグナルの調節を行う．また，ミトコンドリアは分裂・融合をダイナミックに繰り返し，ミトコンドリアの選択的分解によりミトコンドリア自身の品質管理を行っている．
ミトコンドリアは細胞内外の変化に対応して変動するので，ミトコンドリアの変化が原因なのか二次的結果なのかを明確にするのは容易ではない．最近の研究の進展により，ミトコンドリア機能の破綻がそれぞれの疾患の直接の原因として，分子レベルで解明されるようになった．そして治療へとつながっている．
わが国はミトコンドリア研究大国でもある．本別冊では，まず世界のトップランナーとして長年ミトコンドリア研究に携わってきた研究者に座談会で，過去・現在を踏まえ，将来への発展について意見を述べあっていただいた．
そして総説では，まずミトコンドリアの基本的性質として，ミトコンドリアのダイナミクス，選択的分解，カルシウムシグナリング，酸化ストレス，遺伝子を取り上げた．酸化ストレスと疾患との関連は各方面から論じていただき，細胞死の調節と老化制御に関する最新の知見を紹介していただいた．また，それぞれの疾患の原因としてのミトコンドリアを分子レベルで明らかにしていただき，治療への展開について解説していただいた．
この別冊で扱った疾患は，がん，認知症，パーキンソン病，気分障害，糖尿病，脂肪性肝疾患，骨粗鬆症，生活習慣病，ミトコンドリア病，寄生虫と広範に及ぶ．今後の発展によって，さらに多くの疾患の原因としてミトコンドリアが注目されるようになることが予想される．
はじめに（太田成男）
座談会
ミトコンドリア医学のひろがりと発展（太田成男×林 純一×北 潔×田中雅嗣）
・ミトコンドリアは30年前にゲノム研究の時代に
・寄生虫ミトコンドリアの研究がヒトの抗がん剤の開発に
・がん転移に関係していたミトコンドリアDNA
・ミトコンドリアDNAと疾患のリスク―遺伝子多型とさまざまな疾患
・ミトコンドリアDNAと核DNA―期待される変異マウスのバンキング
・ミトコンドリアDNA枯渇と核DNA不安定性―がんの悪性化に関与?
・ミトコンドリアDNA変異の蓄積と老化―変異ミトコンドリアDNAポリメラーゼγの導入実験
・活性酸素，ミトコンドリアDNAのコピー数と老化は関係するのか?
・運動でミトコンドリアを増やして抗老化
・カロリー制限と活性酸素―“良いミトコンドリア”とは?
・いろいろな生物の多彩なミトコンドリア
・ミトコンドリア病治療薬開発の現状：アルギニンとピルビン酸
・ミトコンドリアをターゲットとした新しい抗がん剤―“虫下し”の効果
・実用も近いアフリカ睡眠病に対するTAO阻害剤：アスコフラノン
・ミトコンドリア研究の楽しさとは?
・おわりに―わが国のミトコンドリア研究の現在
ミトコンドリアの形態と品質管理と疾患
1．ミトコンドリアのダイナミクス―その生理的意義とメカニズム（石原直忠）
・ミトコンドリアのダイナミクス
・融合と分裂を制御するGTPase
・ミトコンドリア融合の生理機能
・ミトコンドリア分裂の生理機能
・ミトコンドリアのダイナミクスと病態
2．選択的ミトコンドリア分解のしくみ―垣間見えてきたパーキンソン病との関連（岡本浩二）
・出芽酵母のマイトファジー
・パーキンソン病はマイトファジー不全疾患か?
・細胞小器官レベルの品質管理
3．カルシウムシグナルによるミトコンドリア形態と神経細胞死制御機構（松下正之）
・興奮性神経細胞死
・興奮性神経細胞死におけるミトコンドリアの形態変化
・電位依存性Caチャネルからのカルシウム流入によるミトコンドリア形態変化
酸化ストレスと関連疾患
4．ミトコンドリアのデオキシリボヌクレオチドプールの酸化と細胞死（中別府雄作）
・ニトロプルシドによる細胞死は核とミトコンドリアゲノムへの8-oxoGの蓄積を伴うが，hMTH1によって効率よく抑制される
・静止期のMTH1欠損細胞はミトコンドリアゲノムへの8-oxoGの蓄積を伴った細胞死に陥る
・ミトコンドリアに限局するhMTH1は核DNAへの8-oxoGの蓄積を抑制できないがニトロプルシド誘発細胞死を抑制する
5．酸化ストレス防御系の破綻とパーキンソン病（有賀寛芳・有賀早苗）
・ミトコンドリア機能不全と酸化ストレス
・park・α-synuclein
・park2・Parkin
・park6・PINK1
・park7・DJ-1
・park8・LRRK2
・park13・HrtA2・Omi
6．酸化ストレス防御系の破綻とアルツハイマー型認知症（大澤郁朗）
・加齢に伴う遺伝子発現変化と酸化ストレス
・ADおよびMCIにおける酸化ストレスの蓄積
・ミトコンドリアでの酸化ストレス増加とAD
・Aβによるミトコンドリア傷害
細胞死制御と老化制御
7．細胞死制御機構としてのミトコンドリアの働き（清水重臣）
・アポトーシスにおけるミトコンドリアの関与
・Bcl-2ファミリー蛋白質によるミトコンドリア膜透過性の制御
・Bax/Bakによるミトコンドリア膜透過性亢進
・Bcl-2ファミリー蛋白質非依存的なミトコンドリア膜透過性の調節
・ネクローシスにおけるミトコンドリアの関与
8．寿命関連遺伝子によるミトコンドリアを介した老化・寿命制御機構（中川 崇）
・Sirtuin
・mTOR
・カロリー制限とミトコンドリア，そして活性酸素
・酸化的リン酸化の促進による抗老化メカニズム
9．ミトコンドリア遺伝子多型による生活習慣病のリスク（田中雅嗣）
・ミトコンドリアゲノムの解析法
・世界におけるミトコンドリアゲノム多型研究の趨勢
・ミトコンドリアゲノムの母系遺伝と組換え
・ミトコンドリアゲノムの進化速度
・ミトコンドリアゲノムの系統樹
・ミトコンドリアゲノムのハプログループ分類
・霊長類の分岐年代とヒトの分岐年代
・現世人類の出アフリカとアジア人のルーツ
・ミトコンドリアゲノムにおける弱有害変異
・ミトコンドリアゲノム多型の中庸説
・ヒトミトコンドリアにおけるアミノ酸置換の様相
・統合失調症におけるミトコンドリアDNA変異
・サイブリッドを使ったミトコンドリアゲノム多型の機能解析
・ハプログループの解析方法
・超百寿者のミトコンドリアゲノム多型
・ミトコンドリアゲノム多型の生活習慣病への関与
・メタボリック症候群に関連するミトコンドリアゲノム多型
・2型糖尿病に関連するハプログループ
・心筋梗塞に関連するミトコンドリアゲノム多型
・アテローム血栓性脳梗塞に関連するミトコンドリアゲノム多型
ミトコンドリアと疾患
10．ミトコンドリアDNAの新規機能―がん転移へのかかわり（石川 香・林 純一）
・がんミトコンドリア原因説とその反証
・がんミトコンドリア原因説からがん転移ミトコンドリア原因説へ
11．ミトコンドリアDNAと気分障害（加藤忠史）
・双極性障害と母系遺伝
・双極性障害とmtDNA多型
・ミトコンドリア病との併発
・気分障害を併発するミトコンドリア病
・双極性障害とミトコンドリアDNA変異
・ミトコンドリア関連遺伝子発現
・モデル動物
12．ミトコンドリア機能障害と糖尿病（三石正憲・他）
・ミトコンドリア糖尿病（MDM）
・2型糖尿病とミトコンドリア
・インスリン分泌低下とミトコンドリア機能障害
・インスリン抵抗性とミトコンドリア機能障害
・2型糖尿病の予防・治療とミトコンドリア
13．脂肪性肝疾患とミトコンドリア（田中直樹・青山俊文）
・肝における脂質代謝
・PPARαとは
・脂肪肝とミトコンドリア，PPARα
・アルコール性肝障害とミトコンドリア，PPARα
・HCVコア蛋白トランスジェニックマウスとミトコンドリア，PPARα
14．骨粗鬆症にかかわるミトコンドリア（池田恭治）
・破骨細胞とミトコンドリア
・破骨細胞におけるPGC-1βの機能
・破骨細胞と鉄
・破骨細胞と活性酸素
・破骨細胞とアポトーシス
ミトコンドリア関連疾患の治療薬の開発
15．ミトコンドリア病治療薬の現状と医師主導治験による新規治療法の開発（古賀靖敏）―治療的孤児としての宿命であるウルトラ稀少疾患
・治療的孤児としての宿命を有するオーファン疾患
・世界で使用されているミトコンドリア治療薬あるいは試薬
・医師主導治験による新規治療法の開発
16．寄生虫ミトコンドリアにおけるダイナミックな代謝変換―化学療法の標的として（北 潔）
・回虫の生活環とエネルギー代謝
・回虫成虫のNADH-フマル酸還元系
・幼虫型（SQR）と成虫型（QFR）の複合体II
・化学療法の標的としてのNADH-フマル酸還元系
・サイドメモ目次
オートファジーの膜動態
Atg8
Atg11
ニトロプルシド
カロリー制限（calorie restriction）
サイブリッド（Cybrids）
抗破骨細胞治療
稀少疾患（オーファン疾患）
座談会
ミトコンドリア医学のひろがりと発展（太田成男×林 純一×北 潔×田中雅嗣）
・ミトコンドリアは30年前にゲノム研究の時代に
・寄生虫ミトコンドリアの研究がヒトの抗がん剤の開発に
・がん転移に関係していたミトコンドリアDNA
・ミトコンドリアDNAと疾患のリスク―遺伝子多型とさまざまな疾患
・ミトコンドリアDNAと核DNA―期待される変異マウスのバンキング
・ミトコンドリアDNA枯渇と核DNA不安定性―がんの悪性化に関与?
・ミトコンドリアDNA変異の蓄積と老化―変異ミトコンドリアDNAポリメラーゼγの導入実験
・活性酸素，ミトコンドリアDNAのコピー数と老化は関係するのか?
・運動でミトコンドリアを増やして抗老化
・カロリー制限と活性酸素―“良いミトコンドリア”とは?
・いろいろな生物の多彩なミトコンドリア
・ミトコンドリア病治療薬開発の現状：アルギニンとピルビン酸
・ミトコンドリアをターゲットとした新しい抗がん剤―“虫下し”の効果
・実用も近いアフリカ睡眠病に対するTAO阻害剤：アスコフラノン
・ミトコンドリア研究の楽しさとは?
・おわりに―わが国のミトコンドリア研究の現在
ミトコンドリアの形態と品質管理と疾患
1．ミトコンドリアのダイナミクス―その生理的意義とメカニズム（石原直忠）
・ミトコンドリアのダイナミクス
・融合と分裂を制御するGTPase
・ミトコンドリア融合の生理機能
・ミトコンドリア分裂の生理機能
・ミトコンドリアのダイナミクスと病態
2．選択的ミトコンドリア分解のしくみ―垣間見えてきたパーキンソン病との関連（岡本浩二）
・出芽酵母のマイトファジー
・パーキンソン病はマイトファジー不全疾患か?
・細胞小器官レベルの品質管理
3．カルシウムシグナルによるミトコンドリア形態と神経細胞死制御機構（松下正之）
・興奮性神経細胞死
・興奮性神経細胞死におけるミトコンドリアの形態変化
・電位依存性Caチャネルからのカルシウム流入によるミトコンドリア形態変化
酸化ストレスと関連疾患
4．ミトコンドリアのデオキシリボヌクレオチドプールの酸化と細胞死（中別府雄作）
・ニトロプルシドによる細胞死は核とミトコンドリアゲノムへの8-oxoGの蓄積を伴うが，hMTH1によって効率よく抑制される
・静止期のMTH1欠損細胞はミトコンドリアゲノムへの8-oxoGの蓄積を伴った細胞死に陥る
・ミトコンドリアに限局するhMTH1は核DNAへの8-oxoGの蓄積を抑制できないがニトロプルシド誘発細胞死を抑制する
5．酸化ストレス防御系の破綻とパーキンソン病（有賀寛芳・有賀早苗）
・ミトコンドリア機能不全と酸化ストレス
・park・α-synuclein
・park2・Parkin
・park6・PINK1
・park7・DJ-1
・park8・LRRK2
・park13・HrtA2・Omi
6．酸化ストレス防御系の破綻とアルツハイマー型認知症（大澤郁朗）
・加齢に伴う遺伝子発現変化と酸化ストレス
・ADおよびMCIにおける酸化ストレスの蓄積
・ミトコンドリアでの酸化ストレス増加とAD
・Aβによるミトコンドリア傷害
細胞死制御と老化制御
7．細胞死制御機構としてのミトコンドリアの働き（清水重臣）
・アポトーシスにおけるミトコンドリアの関与
・Bcl-2ファミリー蛋白質によるミトコンドリア膜透過性の制御
・Bax/Bakによるミトコンドリア膜透過性亢進
・Bcl-2ファミリー蛋白質非依存的なミトコンドリア膜透過性の調節
・ネクローシスにおけるミトコンドリアの関与
8．寿命関連遺伝子によるミトコンドリアを介した老化・寿命制御機構（中川 崇）
・Sirtuin
・mTOR
・カロリー制限とミトコンドリア，そして活性酸素
・酸化的リン酸化の促進による抗老化メカニズム
9．ミトコンドリア遺伝子多型による生活習慣病のリスク（田中雅嗣）
・ミトコンドリアゲノムの解析法
・世界におけるミトコンドリアゲノム多型研究の趨勢
・ミトコンドリアゲノムの母系遺伝と組換え
・ミトコンドリアゲノムの進化速度
・ミトコンドリアゲノムの系統樹
・ミトコンドリアゲノムのハプログループ分類
・霊長類の分岐年代とヒトの分岐年代
・現世人類の出アフリカとアジア人のルーツ
・ミトコンドリアゲノムにおける弱有害変異
・ミトコンドリアゲノム多型の中庸説
・ヒトミトコンドリアにおけるアミノ酸置換の様相
・統合失調症におけるミトコンドリアDNA変異
・サイブリッドを使ったミトコンドリアゲノム多型の機能解析
・ハプログループの解析方法
・超百寿者のミトコンドリアゲノム多型
・ミトコンドリアゲノム多型の生活習慣病への関与
・メタボリック症候群に関連するミトコンドリアゲノム多型
・2型糖尿病に関連するハプログループ
・心筋梗塞に関連するミトコンドリアゲノム多型
・アテローム血栓性脳梗塞に関連するミトコンドリアゲノム多型
ミトコンドリアと疾患
10．ミトコンドリアDNAの新規機能―がん転移へのかかわり（石川 香・林 純一）
・がんミトコンドリア原因説とその反証
・がんミトコンドリア原因説からがん転移ミトコンドリア原因説へ
11．ミトコンドリアDNAと気分障害（加藤忠史）
・双極性障害と母系遺伝
・双極性障害とmtDNA多型
・ミトコンドリア病との併発
・気分障害を併発するミトコンドリア病
・双極性障害とミトコンドリアDNA変異
・ミトコンドリア関連遺伝子発現
・モデル動物
12．ミトコンドリア機能障害と糖尿病（三石正憲・他）
・ミトコンドリア糖尿病（MDM）
・2型糖尿病とミトコンドリア
・インスリン分泌低下とミトコンドリア機能障害
・インスリン抵抗性とミトコンドリア機能障害
・2型糖尿病の予防・治療とミトコンドリア
13．脂肪性肝疾患とミトコンドリア（田中直樹・青山俊文）
・肝における脂質代謝
・PPARαとは
・脂肪肝とミトコンドリア，PPARα
・アルコール性肝障害とミトコンドリア，PPARα
・HCVコア蛋白トランスジェニックマウスとミトコンドリア，PPARα
14．骨粗鬆症にかかわるミトコンドリア（池田恭治）
・破骨細胞とミトコンドリア
・破骨細胞におけるPGC-1βの機能
・破骨細胞と鉄
・破骨細胞と活性酸素
・破骨細胞とアポトーシス
ミトコンドリア関連疾患の治療薬の開発
15．ミトコンドリア病治療薬の現状と医師主導治験による新規治療法の開発（古賀靖敏）―治療的孤児としての宿命であるウルトラ稀少疾患
・治療的孤児としての宿命を有するオーファン疾患
・世界で使用されているミトコンドリア治療薬あるいは試薬
・医師主導治験による新規治療法の開発
16．寄生虫ミトコンドリアにおけるダイナミックな代謝変換―化学療法の標的として（北 潔）
・回虫の生活環とエネルギー代謝
・回虫成虫のNADH-フマル酸還元系
・幼虫型（SQR）と成虫型（QFR）の複合体II
・化学療法の標的としてのNADH-フマル酸還元系
・サイドメモ目次
オートファジーの膜動態
Atg8
Atg11
ニトロプルシド
カロリー制限（calorie restriction）
サイブリッド（Cybrids）
抗破骨細胞治療
稀少疾患（オーファン疾患）
