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Elucidation of the mechanism of pancreatic beta-cell failure in diabetes using comparative biology-based approach

Research Project

Project/Area Number 21H02390
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 42040:Laboratory animal science-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Yokoi Norihide  京都大学, 農学研究科, 教授 (70311610)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡村 匡史  国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 実験動物管理室長 (00333790)
須山 幹太  九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (70452365)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Keywords疾患モデル / 糖尿病 / インスリン / 膵β細胞障害 / ゲノム編集
Outline of Research at the Start

血糖を低下させる唯一のホルモンであるインスリンを分泌する膵臓のβ細胞の障害が糖尿病の基盤にあるが、その障害に関与する遺伝素因や障害の発症・進展の機構は明らかでない。本研究では、膵β細胞障害を呈するマウスおよびラットの糖尿病モデルを用いて、遺伝解析、各種オミクス解析ならびにゲノム編集技術により、膵β細胞障害機構の解明に挑む。本研究は、ヒト糖尿病における膵β細胞障害機構の解明や新規のメカニズムに基づく糖尿病治療薬の開発に直結するものである。

Outline of Final Research Achievements

In this study, by using several spontaneous animal models of type 2 diabetes with pancreatic beta-cell failure, we performed genetic analysis and exome analysis to identify diabetes susceptibility genes and verified the relationship of the candidate gene with pathophysiology by CRISPR/Cas9-mediated genome editing system. We also performed transcriptome and proteome analyses of the pancreatic islets of these models to identify pathways involved in the onset of pancreatic beta-cell failure. Together with the information of humans, we clarified a part of mechanisms involved in the development and progression of pancreatic beta-cell failure.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

複数のマウスおよびラットの自然発症糖尿病モデルを駆使した本研究により明らかとなった膵β細胞障害の病態発症・進展機構は、ヒト糖尿病における膵β細胞障害の病態発症・進展機構の解明や新規のメカニズムに基づく治療薬の開発の基盤となると考えられる。本研究は、同様の研究手法が適用可能な様々の研究分野において疾患モデルの有用性を実証するものである。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Stimulatory effect of imeglimin on incretin secretion.2023

    • Author(s)
      Quan Yingyue, Kenji Sugawara, Harumi Takahashi, Norihide Yokoi, Kento Ohbayashi, Yusaku Iwasaki, Susumu Seino, Wataru Ogawa
    • Journal Title

      Journal of diabetes investigation

      Volume: in press Issue: 6 Pages: 746-755

    • DOI

      10.1111/jdi.14001

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] O-GlcNAcylation of myocyte-specific enhancer factor 2D negatively regulates insulin secretion from pancreatic β-cells2022

    • Author(s)
      Yoshida M, Yokoi N, Takahashi H, Hatano N, Hayami T, Ogawa W, Seino S
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 605 Pages: 90-96

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.03.036

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A novel model mouse for type 2 diabetes mellitus with early onset and persistent hyperglycemia2022

    • Author(s)
      Ohno T, Miyasaka Y, Yoshida K, Kobayashi M, Horio F, Yokoi N, Mizuno M, Ikegami H
    • Journal Title

      Experimental Animals

      Volume: 71 Issue: 4 Pages: 510-518

    • DOI

      10.1538/expanim.22-0061

    • ISSN
      0007-5124, 1341-1357, 1881-7122
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Increased glycolysis affects β-cell function and identity in aging and diabetes2022

    • Author(s)
      Murao N, Yokoi N, Takahashi H, Hayami T, Minami Y, Seino S
    • Journal Title

      Mol Metabolism

      Volume: 55 Pages: 101014-101014

    • DOI

      10.1016/j.molmet.2021.101414

    • NAID

      120007188923

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Glutamate is an essential mediator in glutamine‐amplified insulin secretion2021

    • Author(s)
      Han Guirong、Takahashi Harumi、Murao Naoya、Gheni Ghupurjan、Yokoi Norihide、Hamamoto Yoshiyuki、Asahara Shun‐ichiro、Seino Yutaka、Kido Yoshiaki、Seino Susumu
    • Journal Title

      Journal of Diabetes Investigation

      Volume: - Issue: 6 Pages: 920-930

    • DOI

      10.1111/jdi.13497

    • NAID

      120007097043

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  • [Presentation] 肥満糖尿病モデルZFDMラットの糖尿病発症における性差の解明2024

    • Author(s)
      横井伯英、中田千陽、伊藤佑奈、重中咲希、水野智花、星野貴一
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      第71回日本実験動物学会総会
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  • [Presentation] 比較トランスクリプトーム解析による肥満糖尿病モデルにおける膵島障害機序の解明2024

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      水野智花、伊藤佑奈、向山裕樹、星野貴一、宮坂勇輝、大野民生、横井伯英
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      第71回日本実験動物学会総会
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  • [Presentation] The effects of imeglimin on incretin secretion2023

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      Quan Yingyue, 菅原健二, 高橋晴美, 横井伯英, 大林健人, 岩崎有作, 清野進, 小川渉
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      中田千陽、重中咲希、伊藤佑奈、水野智花、浦川隆矢、向山裕樹、横井伯英
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      横井伯英、中田千陽、重中咲希、伊藤佑奈、水野智花、浦川隆矢、向山裕樹
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      足立直紀、廣小路知貴、重中咲希、中野堅太、吉原美奈子、谷口幸雄、岡村匡史、須山幹太、横井伯英
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      第36回日本糖尿病・肥満動物学会年次学術集会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 膵β細胞株の免疫沈降プロテオミクスによるインスリン分泌障害に関与するタンパク質の同定2022

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      吉田 舞, 横井伯英, 高橋晴美, 波多野直哉, 速水智英, 小川 渉, 清野 進
    • Organizer
      第65回日本糖尿病学会年次学術集会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 解糖系の亢進が膵β細胞老化を制御する2022

    • Author(s)
      村尾直哉,横井伯英,髙橋晴美,清野進
    • Organizer
      第65回日本糖尿病学会年次学術集会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 糖尿病の遺伝素因、膵β細胞再生機構、膵β細胞内代謝シグナルの解明2022

    • Author(s)
      横井伯英
    • Organizer
      第35回日本糖尿病・肥満動物学会年次学術集会
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 肥満糖尿病モデルZFDMラットにおける糖尿病発症に対する女性ホルモンの効果に関する検討2022

    • Author(s)
      重中咲希、足立直紀、廣小路知貴、谷口幸雄、横井伯英
    • Organizer
      第150回関西実験動物研究会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞内NAD代謝の変容が膵β細胞老化を制御する2021

    • Author(s)
      村尾直哉,横井伯英,髙橋晴美,清野進
    • Organizer
      第64回日本糖尿病学会年次学術集会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] インクレチン応答性インスリン分泌障害に関与する候補タンパク質の同定2021

    • Author(s)
      吉田 舞, 横井伯英, 波多野直哉, 速水智英, 高橋晴美, 小川 渉, 清野 進
    • Organizer
      第64回日本糖尿病学会年次学術集会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] CRISPR/Cas9による2型糖尿病候補遺伝子におけるナンセンス変異のレスキュー実験2021

    • Author(s)
      足立直紀、廣小路知貴、重中咲希、中野堅太、吉原美奈子、吉田裕作、横瀬重雄、谷口幸雄、原田範雄、稲垣暢也、高橋晴美、清野進、岡村匡史、須山幹太、横井伯英
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 女性ホルモンによる糖尿病膵島保護作用の解明2021

    • Author(s)
      重中 咲希、足立 直紀、廣小路 知貴、谷口 幸雄、横井 伯英
    • Organizer
      第147回関西実験動物研究会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規肥満糖尿病モデルZFDMラットにおける糖尿病感受性遺伝子座の探索2021

    • Author(s)
      廣小路 知貴、足立 直紀、谷口 幸雄、横井 伯英
    • Organizer
      日本動物遺伝育種学会第22回大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 京都大学大学院農学研究科動物遺伝育種学分野ホームページ

    • URL

      http://www.jkaabs.kais.kyoto-u.ac.jp/

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URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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