Research Results 研究成果

―「見えるエネルギー」で生体機能と病気の予兆を捉える―新開発のAVIDマウスが切り拓く未来の医療

～　医療・健康・食品・スポーツなどあらゆる分野で応用期待　～
九州大学病院
瀬戸山　大樹　助教
2025.09.29
研究成果Life & Health

国立循環器病研究センター（大阪府吹田市、理事長：大津欣也、略称：国循）の研究推進支援部と、九州大学、国立精神・神経医療研究センターらの研究チームは、全身でエネルギー代謝の指標である細胞内アデノシン三リン酸（ATP）濃度を光としてみることできる「AVIDマウス（ATP Visualization In vivo Directly）」の開発に世界で初めて成功しました。これは遺伝子操作により、生きているマウスの全身にATPの蛍光センサーを発現させたもので、エネルギー状態をリアルタイムで見ることにより、病気の「本丸」以外にも起きる「遠隔地の異変」を早期に検出できます。AVIDマウスは、心筋梗塞や認知症など多様な疾患の早期診断や病態解明、さらには薬剤スクリーニングなど創薬研究への応用が期待される、次世代のバイオイメージング・プラットフォームです。

「病気によってどの臓器のエネルギーがどのように変わるか」がこれまでにない高精度で明らかに

本研究では、全身の臓器のエネルギー状態（ATP濃度）をリアルタイムに観察できるよう、マウスの体に特殊な蛍光センサーを発現させた「ATP可視化マウス（AVIDマウス）」を開発。エネルギー変化の“見える化”に世界で初めて成功しました。（右図）

これにより、「心筋梗塞の直後に肝臓でATPが低下する」といった臓器間の異変の連鎖を、従来にはないスピードとスケールで発見することが可能になります。

体の「どこで、いつ、どの程度」エネルギーが失われているかを“光”で観察できるこのマウスは、病気の予兆の発見、新薬の効果の評価、さらには臓器間ネットワークの解明などに革新をもたらすツールで今回以下３点が新たに発見されました。

① 心筋梗塞が起きて1週間ほど経って肝臓に壊死が生じることは知られていたが、原因や始まりは不明であった。
⇒本研究により、心筋梗塞発症直後から肝臓でエネルギー低下が起きていることが初めて確認された。
② AVIDマウスでは、どの部位の筋肉が、「いつ、どれだけのエネルギーを使ったか」を視覚的に捉えられた。
③ 生体内の神経細胞の細胞体と樹状突起でATPの量に違いがあることが世界で初めて可視化された

これらの新発見により、病態進行の理解、診断のタイミングの見直し、運動機能、筋疾患など研究やリハビリ、運動療法の設計、神経の興奮伝達や記憶形状、神経変性疾患の初期変化の解明などに貢献できることが期待されます。

論文情報

著者：Ohnishi Y, Setoyama D, Miwa H, Koitabashi N, Ogasawara R, Kitada S, Matoba N, Ayano T, Hiramoto K, Yasui R, Sugiura Y, Anada T, Ino K, Matsuda H, Noma T, Nonaka S, Izumi T, Kurabayashi M, Suematsu M, Kunisaki Y,  Yanagita M, Imamura H and Yamamoto M
題名：AVID Mouse: A Versatile Platform for Real-Time Multiscale ATP Imaging and Spatial Systems Metabolism Analysis in Living Mice
掲載誌：Cell Reports
DOI：10.1016/j.celrep.2025.116246

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九州大学病院　瀬戸山 大樹　助教

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