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Homeostatic system mediated by amino acid signaling through intercellular crosstalk between pancreatic endocrine cells

Research Project

Project/Area Number 21K08547
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

Nakagawa Yuko  群馬大学, 生体調節研究所, 助教 (90422500)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
KeywordsPP細胞 / グルカゴン / 膵内分泌細胞 / γ細胞 / PP / α細胞
Outline of Research at the Start

PP細胞は膵島内分泌細胞の僅か数パーセントを構成する細胞であり、その機能はほとんど解明されていない。最近、我々はグルカゴンが制御するアミノ酸シグナルによりPP細胞の増殖が負に調節され、複数のホルモンを発現する細胞(以下多重ホルモン発現細胞)が誘導されることを見出し、アミノ酸シグナルが膵島細胞の増殖を制御し、膵島細胞の可塑性をコントロールすることで運命維持にも極めて重要な役割を果たすのではなかとの仮説を立て解析を進めている。本研究では、このメカニズムの解析を通して、膵内分泌細胞間クロストークをによるアミノ酸シグナルを介した細胞運命制御および恒常性維持機構の解明に挑む。

Outline of Final Research Achievements

In vivo, each organ strictly controls the quantity and fate of cells to maintain normal function. In the pancreatic islets, which are endocrine cells of the pancreas, the quantities of the four types of cells-α, β, δ, and PP-are each precisely regulated. The breakdown of control over cell proliferation and fate maintenance directly leads to the onset of diseases such as diabetes. PP cells constitute only a small percentage of the pancreatic islet endocrine cells, and their function is mostly unexplored. This study discovered that the proliferation of PP cells is regulated by amino acid signals controlled by glucagon. These results suggest that amino acid signaling may play a crucial role in maintaining the fate of pancreatic islet cells by controlling their plasticity.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

膵内分泌細胞のPP細胞についての報告は少なく、特にその生理的機能については、殆ど未開拓であった。私達はPP細胞またPP細胞より分泌するPPの機能解析に必要なリソースを揃え、精力的にPP細胞の生理的機能について解析を進めてきた。本研究では、PP細胞の増殖と可塑性をグルカゴンが制御していることを見出した。近年、血中のアミノ酸濃度バランスが変化することによりがん細胞の悪性度を促進させることが報告されているが、本研究では正常な膵内分泌細胞がアミノ酸濃度の変化により増殖が劇的に亢進し、多重ホルモン発現細胞を誘導することを見出した。本研究の成果は極めて新規性高い発見に繋がることが考えられる。

Report

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

    (5 results)

All 2023

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Zinc and iron dynamics in human islet amyloid polypeptide-induced diabetes mouse model2023

    • Author(s)
      Fukunaka Ayako、Shimura Mari、Ichinose Takayuki、Pereye Ofejiro B.、Nakagawa Yuko、Tamura Yasuko、Mizutani Wakana、Inoue Ryota、Inoue Takato、Tanaka Yuto、Sato Takashi、Saitoh Tatsuya、Fukada Toshiyuki、Nishida Yuya、Miyatsuka Takeshi、Shirakawa Jun、Watada Hirotaka、Matsuyama Satoshi、Fujitani Yoshio
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 3484-3484

    • DOI

      10.1038/s41598-023-30498-y

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] PPARα activation partially drives NAFLD development in liver-specific Hnf4a-null mice2023

    • Author(s)
      Kasano-Camones Carlos Ichiro、Takizawa Masayuki、Ohshima Noriyasu、Saito Chinatsu、Iwasaki Wakana、Nakagawa Yuko、Fujitani Yoshio、Yoshida Ryo、Saito Yoshifumi、Izumi Takashi、Terawaki Shin-Ichi、Sakaguchi Masakiyo、Gonzalez Frank J、Inoue Yusuke
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: - Issue: 5 Pages: 393-411

    • DOI

      10.1093/jb/mvad005

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] PPY遺伝子発現細胞に由来する膵管腺癌モデルの発症機構の解析2023

    • Author(s)
      中川 祐子
    • Organizer
      第21回生体機能研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] PPY遺伝子発現細胞に由来する膵管腺癌モデルの発症機構の解明2023

    • Author(s)
      中川 祐子
    • Organizer
      第34回分子糖尿病学シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 膵内分泌細胞に由来する膵管腺癌モデルの発症機構の解析2023

    • Author(s)
      中川 祐子
    • Organizer
      第37回日本糖尿病・肥満動物学会年次学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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

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