Project/Area Number |
21K08533
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
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Research Institution | Kumamoto University |
Principal Investigator |
近藤 龍也 熊本大学, 病院, 講師 (70398204)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒木 栄一 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (10253733)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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Keywords | 糖尿病 / 細胞内ストレス / 熱ストレス応答経路 / 慢性炎症 |
Outline of Research at the Start |
2型糖尿病の病態ではインスリンシグナルが障害されており、その下流に存在する熱ストレス応答経路の重要な分子HSP72の発現が低下する。HSP72発現増強は抗糖尿病的に作用するが、どの臓器におけるHSP72発現が代謝改善効果に寄与しているかに関しては不明であり、各臓器HSP72の病態生理学意義は十分には解明されていない。 本研究は、1) 肝臓・脂肪・膵β細胞・マクロファージにおけるHSP72の機能を個別に明らかにし、2) 各臓器間におけるHSP72を介した相互作用の検討し、3) どのような分子をパートナーとして機能発揮しているかを、検討課題とする。
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Outline of Annual Research Achievements |
1)HSP72全身型ノックアウトマウス (HSP72KO)の表現型を解析する。HSP72KOに高脂肪食負荷を10週間施行した後、体組成・代謝・炎症状態および組織学的検討を行った。HSP72KOは、対照マウスに比べて体重は不変であるが、空腹時高血糖、耐糖能悪化、インスリン抵抗性増強、内臓脂肪肥大、肝脂肪化を呈した。糖新生酵素 (PEPCK, G6Pase)の遺伝子発現は亢進し、脂肪合成酵素(SREBP-1c, FAS)の発現亢進も認めた。血中のサイトカインレベルは、adiponectin低下, IL-6上昇,TNF-α上昇, IL-1β上昇を示した。インスリン感受性組織におけるインスリンシグナルは減弱し、ストレス関連分子(JNK, NF-κB, IL-6, PERK, eIF2α, IRE1α, NOX, mtROS)の発現は亢進した。膵においては免疫組織学的検討によりインスリン発現低下、PDX-1発現低下を認め、膵島周囲にマクロファージの組織浸潤促進が確認された。 2)HSP72KOの脂肪組織・膵β細胞・マクロファージの各々に特異的にHSP72を発現回復できるシステムを構築する。臓器特異的にtransactivator (TA)を発現するconstructを作成する。 i)脂肪組織特異的プロモーター(adiponectin promoter)、 ii) 膵β細胞特異的プロモーター(RIP: rat insulin promoter)、 iii)マクロファージ特異的プロモーター(SR-A: scavenger receptor-A promoter)を各々クローニングし、recombinant trans-activator (TA)-poly Aを含むtransgeneの上流に組み込んだ。各々のベクターを共発現するマウスラインを構築し、HSP72KOと交配している。 3)HSP72KOに脂肪特異的HSP72発現回復したモデルマウスの表現型解析。2型糖尿病様のインスリン抵抗性・耐糖能異常を示すHSP72KOに脂肪特異的HSP72発現回復すると、糖負荷試験における血糖上昇が抑制され、インスリン負荷試験での血糖低下が顕著であった。さらに詳細に検討を進める。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和4年度: HSP72KOの表現型を解析と臓器特異的HSP72発現回復システムの構築、HSP72KOに脂肪特異的HSP72発現回復したモデルマウスの表現型解析など、予定通り進捗している。
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Strategy for Future Research Activity |
各々のHSP72発現回復マウスの代謝状態・体組成・慢性炎症などを1)の研究と同様の内容で検討し、特定の臓器におけるHSP72の役割を解明する。HSP72発現回復を行った以外の臓器での遺伝子発現変化、蛋白発現変化および血中サイトカイン(アディポカイン、ヘパトカイン、マイオカインなど)を検討するとともに、細胞内においてHSP72が調節あるいは結合して作用を修飾する分子を同定し、臓器間および分子間相互作用を解明する。令和3年度: HSP72KOの表現型を解析と臓器特異的HSP72発現回復システムの構築。令和4年度:臓器特異的HSP72発現回復システムを用いた糖尿病モデルマウスの糖代謝関連表現型解析。令和5年度:臓器特異的HSP72発現回復システムを用いた臓器特異的HSP72の機能解析および臓器間・分子間相互作用の解明、候補パートナー特異的探索と網羅的プロテオミクス解析 を施行
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