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Identification and functional analysis of genes responsible for hypoinsulin secretion in a novel mouse model of diabetes mellitus

Research Project

Project/Area Number 20K15708
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 42040:Laboratory animal science-related
Research InstitutionNational Center for Global Health and Medicine

Principal Investigator

Nakano Kenta  国立研究開発法人国立国際医療研究センター, 研究所, 動物実験施設 専任研究員 (10753189)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords糖尿病 / 低インスリン血症 / インスリン分泌不全 / 耐糖能異常 / Insulin hyposecretion / ihs / 臓器関連ネットワーク / 遺伝子改変マウス / インスリン / インスリン分泌制御 / ゲノム編集マウス / 疾患モデル / マウス / 病態発症機構 / インスリン分泌 / 糖尿病モデル / 電位依存性カルシウムチャネル
Outline of Research at the Start

insulin hyposecretion(ihs)マウスは、日本人に特徴的な非肥満インスリン分泌不全型の新規糖尿病モデルである。申請者はこれまでに、ihsマウスのインスリン分泌不全がカルシウムシグナル経路の障害に起因すること、その原因が単一劣性遺伝子の変異であることを同定した。本研究は、ihsマウスのインスリン分泌不全原因遺伝子を同定し、その機能を明らかにすることを目的とする。これにより、カルシウムシグナルを介した新たなインスリン分泌制御機構を解明する。

Outline of Final Research Achievements

Insulin hyposecretion (ihs) mice are a novel diabetes model characterized by non-obesity and insulin secretory disorder. From QTL analysis and gene linkage analysis, we have identified that the gene responsible for glucose intolerance and hypoinsulinemia of ihs mouse is located on chromosome 18. We performed gene expression analysis in islets and identified gene X that exhibit loss of gene expression in islets of ihs mice. To clarify the effect of gene X on glucose metabolism, we performed an oral glucose tolerance test using gene X knockout mice. These mice showed marked glucose intolerance and hypoinsulinemia as well as ihs mice, indicating that gene X is one of the genes responsible for diabetes in ihs mice. The gene X was also suggested to be a molecule that indirectly regulates insulin secretion from pancreatic islets via neural and/or humoral factors. Therefore, functional analysis of geneX may lead to the elucidation of a new, atypical regulatory mechanism of insulin secretion.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

血中インスリン濃度の制御機構は極めて複雑であり、神経や液性因子等を介して様々な臓器が互いに連携を取り合うことで、適切な血中インスリン濃度が維持されている。しかし、このような臓器間ネットワークを介したインスリン分泌制御機構には未解明の点が多く、その全容は依然として掴めていない。今回我々が同定した新規糖尿病原因遺伝子は、神経や液性因子を介し膵島からのインスリン分泌を間接的に制御する分子であることが示唆された。本遺伝子の機能を解明することで、新たなインスリン分泌制御機構が明らかになり、新たな糖尿病研究の基盤を提供するとともに、糖尿病の治療・予防における新たな創薬シーズの創出につながると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2022 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] The versatile electric condition in mouse embryos for genome editing using a three-step square-wave pulse electroporator2022

    • Author(s)
      NAKANO Kenta、SHIMIZU Yukiko、ARAI Tetsuya、KANEKO Taketo、OKAMURA Tadashi
    • Journal Title

      Experimental Animals

      Volume: 71 Issue: 2 Pages: 214-223

    • DOI

      10.1538/expanim.21-0130

    • NAID

      130008125836

    • ISSN
      0007-5124, 1341-1357, 1881-7122
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genetic locus responsible for diabetic phenotype in the insulin hyposecretion (ihs) mouse2020

    • Author(s)
      Nakano Kenta、Yanobu-Takanashi Rieko、Shimizu Yukiko、Takahashi Yuki、Hiura Koki、Watanabe Masaki、Sasaki Hayato、Okamura Tadashi、Sasaki Nobuya
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 15 Issue: 6 Pages: 234132-234132

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0234132

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 高テストステロン血症がihsマウスのインスリン分泌へ及ぼす影響2022

    • Author(s)
      中野 堅太, 清水 有紀子, 佐々木 宣哉, 岡村 匡史
    • Organizer
      第165回日本獣医学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ihsマウスの耐糖能異常および低インスリン血症原因遺伝子の同定2022

    • Author(s)
      中野堅太, 清水有紀子, 佐々木宣哉, 岡村匡史
    • Organizer
      第69回日本実験動物学会総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 耐糖能異常および低インスリン血症に関与する新規遺伝子の同定2022

    • Author(s)
      中野堅太, 清水有紀子, 佐々木宣哉, 岡村匡史
    • Organizer
      第35回日本糖尿病・肥満動物学会年次学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] アンドロゲンはihsマウスの糖代謝を悪化させ糖尿病の発症を引き起こす2020

    • Author(s)
      中野堅太、清水有紀子、佐々木隼人、佐々木宣哉、岡村匡史
    • Organizer
      第67回日本実験動物学会総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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