大阪大學、德島大學、島根大學、理化學研究所（物理化學研究所）
【研究成果要點】
我們發現，當粒線體*1因壓力或其他因素而變得異常長，並處於「超灌注」狀態時，粒線體內的RNA*2會洩漏到細胞質中，激活在病毒感染期間起作用的先天免疫反應*3。
先前，人們尚未完全了解粒線體形態變化如何參與先天免疫反應。然而，透過分析粒線體分裂停止的細胞，研究人員發現粒線體RNA的洩漏會觸發先天免疫系統的活化。
這項技術有望在生命科學和醫學科學的廣泛領域中得到應用，例如利用粒線體形狀的變化來開發新的癌症治療策略。
概要
由計畫研究員安田樹（研究時為德島大學先進酶科學研究所助理教授）、大阪大學理學研究生院石原直忠教授、德島大學先進酶科學研究所小迫秀孝教授、島根大學醫學部石原隆也副教授以及理化學研究所生物系統動力學研究中心技術人員尾上健機制組成的研究小組，發現了一種通過線粒體變化激活先天免疫的新形狀變化。
粒線體是人體內重要的細胞器，負責細胞內的能量產生。它們也參與調節多種細胞信號，包括免疫反應。然而，粒線體形態變化對先天免疫反應的影響尚未完全闡明。
粒線體也是已知的動態細胞器，它們透過積極重複分裂和融合來改變形狀*4。
在本研究中，研究團隊透過抑製粒線體分裂因子和細胞應激，誘導粒線體異常延長的「超灌注」狀態，並對其影響進行了詳細分析。結果發現，粒線體內的RNA洩漏到細胞質中，活化了病毒感染期間發揮作用的先天免疫反應。此外，他們提出這種現象可能使癌細胞更容易受到免疫細胞的攻擊，從而潛在地抑制腫瘤生長（圖1）。
這些研究結果為粒線體異常與免疫反應之間的關係提供了重要的見解，並有望促進活化先天免疫的新型癌症治療策略的發展。
這項研究成果於 2026 年 6 月 26 日在美國科學期刊《細胞報告》上線上發表。
[石原直忠教授的評論]
粒線體被認為起源於細菌，是具有獨特基因的細胞器。此外，在顯微鏡下可以觀察到粒線體在細胞內的動態形態變化。本研究揭示了粒線體形態變化與先天免疫反應之間一種先前未知的關聯。我們認為這是一個非常有趣的結果，它提示了粒線體進化起源的某種關聯。
研究背景
粒線體不僅在細胞內產生能量，而且在調節各種細胞反應中也扮演著至關重要的角色。近年來，粒線體洩漏的DNA和RNA能夠觸發先天免疫反應的發現尤其引起了廣泛關注。
此外，粒線體在細胞內不斷融合和分裂，其形態已知會因各種細胞反應和病理狀況而發生顯著變化。然而，這種粒線體形態變化與粒線體內RNA洩漏和先天免疫反應之間的關係尚未完全闡明。
研究內容
在本研究中，我們利用粒線體分裂因子功能抑制和細胞壓力導致粒線體過度融合的細胞，並詳細分析了其影響。結果表明，異常的粒線體延長激活了病毒感染期間發揮作用的先天免疫反應。我們也發現，粒線體內的RNA洩漏到細胞質中（圖2），並被細胞內RNA感測器*5識別，誘導免疫相關基因的表達。這些結果揭示了粒線體形態變化調控細胞內免疫訊號傳導的新機制。
此外，我們發現粒線體融合過度的癌細胞更容易受到免疫細胞的攻擊。另外，我們在小鼠移植瘤模型中證實了腫瘤生長受到抑制。這些結果表明，我們發現的機制在體內發揮作用，並可能有助於抑制腫瘤生長。
本研究成果對社會的影響（本研究成果的意義）
這項研究揭示了一種將粒線體形態變化與先天免疫反應聯繫起來的新型分子機制。預計這將引領透過控製粒線體形態來調節細胞免疫反應的新研究。
此外，本研究揭示的透過粒線體 RNA 洩漏激活先天免疫反應，可能不僅與癌症有關，還可能與炎症性疾病和年齡相關疾病等各種其他病理狀況有關，有望有助於更好地了解這些疾病並開發新的治療方法。
特記事項
這項研究成果於 2026 年 6 月 26 日在美國科學期刊《細胞報告》上線上發表。
標題：“線粒體動力學紊亂通過線粒體RNA釋放激活RNA感應先天免疫”
作者：安田達己、市川葵、小上健太、小笠原惠美、石原隆哉、小佐子秀隆、石原直忠
作者：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117607
本研究是作為日本學術振興會科學研究補助金（A）（石原直忠）、日本學術振興會科學研究補助金（A）（石原直忠）、日本醫療研究開發機構（AMED）AMED-CREST計劃（石原直忠）、日本學術振興會科學研究補助金（B）（小闔秀）和日本學者的成座小堂青年補助金（B）。
術語解釋
*1 粒線體
細胞器負責細胞內的能量產生。它們常被稱為“細胞的動力工廠”，產生生命活動所需的大部分能量。近年來，人們逐漸認識到，它們不僅參與能量產生，還參與調節多種細胞功能，例如細胞死亡和免疫反應。
*2 粒線體內的RNA
粒線體被認為起源於古代細菌，這些細菌被整合到細胞中並與之建立了共生關係（內共生理論）。因此，粒線體擁有獨立於細胞核DNA的自身DNA，並由此產生各種RNA。通常情況下，這些RNA保留在粒線體中，但如果它們洩漏到細胞質中，細胞的反應可能類似於病毒感染，從而激活免疫反應。
*3 自然免疫反應
一種生物防禦系統，能夠檢測並清除進入體內的病原體和其他物質。它從出生就存在，並在感染初期就能迅速發揮作用。
*4 分裂與融合
粒線體不斷改變形狀，透過分裂縮小，透過融合增大。這種動態的形態變化對粒線體的品質控制至關重要，並且已知參與多種生命現象，包括壓力反應、個體發育和分化。
*5RNA感測器
這組蛋白質能夠感知已進入細胞的RNA（例如病毒），並活化先天免疫反應。粒線體透過分裂和融合不斷改變形狀，在保護身體免受病毒感染方面發揮著至關重要的作用。本研究表明，作為RNA感測器之一的RIG-I能夠識別洩漏到細胞質中的粒線體RNA。
主圖：粒線體超灌注觸發免疫反應
下圖：當粒線體發生超灌注時，粒線體 RNA 會洩漏到細胞質中。