＼“超融合”したミトコンドリアを解析／　ミトコンドリアRNAを介した自然免疫活性化の新たな仕組みを発見

新たながん治療戦略への応用に期待

2026-7-2●生命科学・医学系

理学研究科教授石原直忠

ストレスなどによってミトコンドリアが異常に長くつながる“超融合”状態になると、ミトコンドリア内部のRNAが細胞質へ漏れ出し、ウイルス感染時に働く自然免疫応答が活性化されることを発見。
ミトコンドリアの形の変化が自然免疫応答にどのように関わるのか、これまで十分には分かっていなかったが、ミトコンドリアの分裂が停止した細胞を解析することで、ミトコンドリアRNAの漏出が自然免疫活性化の引き金となることを明らかに。
ミトコンドリアの形の変化を利用した新たながん治療戦略の開発など、幅広い生命科学・医科学分野への応用に期待。

概要

大阪大学大学院理学研究科の安田樹特任研究員（研究当時、現：徳島大学先端酵素学研究所助教）、石原直忠教授、徳島大学先端酵素学研究所の小迫英尊教授、島根大学医学部の石原孝也准教授、理化学研究所生命機能科学研究センターの尾上健太テクニカルスタッフIらの研究グループは、ミトコンドリアの形の変化により自然免疫が活性化される新たな仕組みを発見しました。

ミトコンドリアは細胞内でエネルギーを産生する、私達の体に不可欠な細胞小器官です。一方で、免疫応答をはじめとする様々な細胞シグナルの制御にも関与することが知られています。しかし、ミトコンドリアの形態変化が自然免疫応答にどのような影響を与えるのかについて、十分には解明されていませんでした。

ミトコンドリアは分裂と融合を活発に繰り返して形を変える、ダイナミックな細胞小器官であることも知られています。

今回、研究グループは、ミトコンドリア分裂因子の機能抑制や細胞ストレスによって、ミトコンドリアが異常に長くつながる“超融合”状態を誘導し、その影響を詳細に解析しました。その結果、ミトコンドリア内部のRNAが細胞質へ漏出し、ウイルス感染時に働く自然免疫応答を活性化することを見出しました。さらに、この現象によってがん細胞が免疫細胞に攻撃されやすくなり、腫瘍の増殖が抑制される可能性も示されました（図１）。

本研究成果は、ミトコンドリア異常と免疫応答との関係を理解する上で重要な知見であり、自然免疫を活性化する新たながん治療戦略の開発につながることが期待されます。

本研究成果は、202６年6月26日に米国科学誌「Cell Reports」（オンライン）に掲載されました。

図1. ミトコンドリアの超融合が免疫反応を引き起こす

研究の背景

ミトコンドリアは細胞内でエネルギーを産生するだけでなく、様々な細胞応答を制御する重要な役割を担っています。特に近年、ミトコンドリアから漏れ出したDNAやRNAが自然免疫応答を引き起こすことが明らかとなり、注目を集めています。

また、ミトコンドリアは細胞内で融合と分裂を繰り返しており、様々な細胞応答や病態に伴って、その形態が大きく変化することも知られています。しかし、そのようなミトコンドリアの形態変化が、ミトコンドリア内部のRNAの漏出や自然免疫応答にどのように関わるのかは十分に解明されていませんでした。

研究の内容

この研究では、ミトコンドリア分裂因子の機能抑制や細胞ストレスによってミトコンドリアが過度に融合した細胞を用いて、その影響を詳しく解析しました。その結果、ミトコンドリアが異常に伸長すると、ウイルス感染時に働く自然免疫応答が活性化されることを見出しました。また、ミトコンドリア内部のRNAが細胞質へ漏れ出し（図２）、細胞内RNAセンサーによって認識されることで、免疫関連遺伝子の発現が誘導されることも分かりました。これらの結果から、ミトコンドリアの形態変化が細胞内の免疫シグナルを制御する新たな仕組みが明らかになりました。

さらに、ミトコンドリアが過度に融合したがん細胞では、免疫細胞による攻撃を受けやすくなることが分かりました。加えて、マウス移植腫瘍モデルでは腫瘍の増殖が抑制されることを確認しました。これらの結果から、今回見出した仕組みが生体内でも機能し、腫瘍の増殖抑制に寄与する可能性が示されました。

図2. ミトコンドリアが超融合すると、ミトコンドリアRNAが細胞質に漏れ出す

本研究成果が社会に与える影響(本研究成果の意義)

本研究成果により、ミトコンドリアの形態変化と自然免疫応答を結びつける新たな分子機構が明らかになりました。今後、ミトコンドリアの形を制御することで、細胞の免疫応答を調節する新たな研究につながることが期待されます。

また、本研究で明らかになったミトコンドリアRNAの漏出による自然免疫応答の活性化は、がんのみならず炎症性疾患や加齢関連疾患などさまざまな病態にも関与する可能性があり、その理解と治療法開発への貢献が期待されます。

特記事項

本研究成果は、202６年6月26日に米国科学誌「Cell Reports」（オンライン）に掲載されました。

タイトル：“Disrupted mitochondrial dynamics activate RNA-sensing innate immunity through mitochondrial RNA release”
著者名：Tatsuki Yasuda, Aoi Ichikawa, Kenta Onoue, Emi Ogasawara, Takaya Ishihara, Hidetaka Kosako, Naotada Ishihara
ＤＯＩ：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117607

本研究は、JSPS科学研究費助成事業　学術変革研究（A）（石原直忠）、JSPS科学研究費助成事業　基盤研究A（石原直忠）、国立研究開発法人日本医療研究開発機構（AMED）革新的先端研究開発支援事業AMED-CREST（石原直忠）、JSPS科学研究費助成事業　基盤研究B（小迫英尊）、JSPS科学研究費助成事業若手研究（安田樹）、の一環として行われました。

参考URL

石原直忠教授　研究者総覧
https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/0df824a51771ffa3.html

小迫英尊教授　研究者総覧
http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/172252/profile-ja.html

SDGsの目標

用語説明

ミトコンドリア: 細胞内でエネルギーを産生する働きを持つ細胞小器官。「細胞の発電所」とも呼ばれ、生命活動に必要なエネルギーの大部分を作り出している。近年では、エネルギー産生だけでなく、細胞死や免疫応答など様々な細胞機能の制御にも関わることが明らかになっている。
ミトコンドリア内部のＲＮＡ: ミトコンドリアは、太古の細菌が細胞内に取り込まれて共生するようになったことで生じたと考えられている（共生説）。そのため、細胞核のDNAとは別に独自のDNAを持ち、そこから様々なRNAが作られる。通常、これらのRNAはミトコンドリア内部に留まっているが、細胞質へ漏れ出すと、細胞がウイルス感染時と似た反応を起こし、免疫応答が活性化されることがある。
自然免疫応答: 体内に侵入した病原体などを感知し、排除するための生体防御システム。生まれつき備わっており、感染初期から速やかに働く。
分裂と融合: ミトコンドリアは、分裂して小さくなったり、融合して大きくなったりしながら、絶えず形を変化させている。このような動的な形態変化はミトコンドリアの品質管理に重要であり、ストレス応答や個体の発生・分化など、さまざまな生命現象に関わることが知られている。
RNAセンサー: 細胞内に侵入したウイルスなどのRNAを感知し、自然免疫応答を活性化するタンパク質群。ウイルス感染から生体を防御する上で重要な役割を担う。本研究ではRNAセンサーの一つであるRIG-Iが、細胞質へ漏れ出したミトコンドリアRNAを認識することが示された。

キーワード

ミトコンドリア自然免疫オルガネラゲノムミトコンドリアRNA ミトコンドリア融合・分裂 SDGs

この研究についてひとこと

石原直忠