膵β細胞のインスリン分泌能成熟過程におけるTSPANの役割解明

• Project/Area Number: 20K08923
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55010:General surgery and pediatric surgery-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 渡邊 亜美 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任研究員 (40611421)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 膵臓 / 内分泌細胞 / 膵島 / iPS細胞 / 発生

Outline of Research at the Start

血糖調整の中心となる膵臓ベータ細胞がグルコース応答性インスリン分泌能(GSIS)を獲得する包括的なメカニズムは依然として不明である。申請者は,iPS細胞から得られた膵内分泌前駆細胞で,1)複数のtetraspanin(TSPAN)ファミリーを高発現していること,2)β細胞への成熟分化誘導過程でTSPANの発現を阻害するとiPS-β細胞のGSISがみられなくなること を見いだしている。本研究では,TSPANがβ細胞のインスリン分泌能の獲得を促進するメカニズムを明らかにする。さらにこの知見を応用し効率的に機能的iPS-β細胞を得られる系を樹立する。

Outline of Annual Research Achievements

血糖調整の中心となる膵臓ベータ細胞がグルコース応答性インスリン分泌能(GSIS)を獲得する包括的なメカニズムは依然として不明である。我々はこれまでに。ヒトiPS細胞から得られた膵内分泌前駆細胞で,1)複数のtetraspanin(TSPAN)ファミリーを高発現していること, 2)β細胞への成熟分化誘導過程でTSPANの発現を阻害するとiPS-β細胞のGSISがみられなくなること を見いだしている。本研究では,TSPANがβ細胞のインスリン分泌能の獲得を促進するメカニズムを明らかにする。さらにこの知見を応用し効率的に機能的iPS-β細胞を得られる系を樹立する。具体的に本研究では、ヒトiPS細胞由来膵内分泌前駆細胞のTSPAN発現を調節することで, 成熟細胞のインスリン分泌能や構造が変化するか, あるいはTSPAN KO mouseで膵島機能に変化が見られるかについて検討する。申請者は,EPCをiPS細胞から分化誘導し,セルソーターで純化後成熟培養することで効率的にインスリン分泌能を有した膵島様構造物を作成できる系を確立している。申請者はこの系を用いて膵内分泌前駆細胞を純化を分離し、これを膵島様構造に成熟培養する過程で経時的に細胞を回収し、qRT-PCRなどで責任TSPANの選定を行った。これまでに少なくとも3種類のTSPANが内分泌前駆細胞に発現していることを見出した。またCRISPR/CAS9の系を用いて候補TSPAN抑制系を作成した。今後は確立した系を元に、TSPANファミリーが膵内分泌細胞への分化過程に及ぼす影響を検討する予定である。