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New pathophysiology of type 2 diabetes: Altered beta-cell CD36 expression and impaired insulin secretion

Research Project

Project/Area Number 22K07008
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 49030:Experimental pathology-related
Research InstitutionNippon Medical School

Principal Investigator

長尾 元嗣  日本医科大学, 医学部, 准教授 (10468762)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 浅井 明  日本医科大学, 大学院医学研究科, 研究生 (30500011)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsβ細胞 / インスリン分泌 / CD36 / Oikawa-Nagaoマウス / 糖尿病 / インスリン分泌機構 / 膵ランゲルハンス島 / 2型糖尿病 / インスリン分泌不全 / 膵β細胞
Outline of Research at the Start

2型糖尿病の発症基盤の一つである「インスリン分泌不全」の出現機序は十分に解明されていない。申請者らは最近、新規糖尿病モデルOikawa-Nagao(ON)マウスを開発し、その表現型解析から「膵β細胞でのCD36発現異常」という、2型糖尿病患者にも共通してみられる新知見を得た。本研究では、「膵β細胞でのCD36発現異常」が「インスリン分泌不全」の出現機序になるという2型糖尿病の新たな病理仮説をONマウスを使って多角的に検証し、その成因を含めた全体像を示すと共に、生体レベルでの「インスリン分泌不全」や「糖尿病発症」との関係を検証することで、2型糖尿病の発症基盤の出現機序の解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

研究計画書に基づき、今年度も、β細胞でのCD36発現異常がインスリン分泌機構に及ぼす影響と、CD36を標的としたβ細胞機能への介入に焦点を当てた解析を進めた。まずCD36を過剰発現させたINS-1細胞のRNAシーケンス解析を行い、CD36によって影響を受ける遺伝子群の同定を行った。次に、膵ランゲルハンス島(膵島)でのCD36高発現が確認されているOikawa-Nagao Diabetes-Prone(ON-DP)マウスを使い、同マウスで観察されるβ細胞機能の異常がCD36の発現異常に由来するかどうかを検討した。ON-DPマウスの膵島に対して、抗CD36抗体を用いた機能阻害試験を行ったところ、β細胞機能の一部に明らかな改善が見られ、β細胞の電子顕微鏡像を用いた解析でもこれを支持する結果が得られた。今後はCD36の機能阻害によってβ細胞機能が改善するメカニズムの解析を行う予定である。さらに、β細胞でのCD36の発現異常が、生体レベルでのインスリン分泌不全や糖尿病発症に関与するのかを検証するために、CD36遺伝子改変マウスの作成に着手している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は、昨年度に引き続き、β細胞でのCD36発現異常がインスリン分泌機構に及ぼす影響と、CD36を標的としたβ細胞機能への介入に焦点を当てた解析を進めた。研究実績の概要に記したように、CD36を過剰発現させたINS-1細胞のRNAシーケンス解析を行い、CD36によって影響を受ける遺伝子群を同定することに成功した。次に、ON-DPマウスの膵島に対する抗CD36抗体を用いた機能阻害試験を実施したところ、in vitroでの実験条件においてβ細胞のCD36に対する介入効果が得られ、ON-DPマウスでみられるβ細胞機能の異常の一部が改善することがわかった。今後はその成果をもとに、CD36の機能阻害によってβ細胞機能が改善するメカニズムの解析を進める予定である。さらに、β細胞でのCD36の発現異常が生体レベルでのインスリン分泌不全や糖尿病発症に関与するのかを検証するために、CD36遺伝子改変マウスの作成に着手しており、ファウンダーマウスを得ることができた。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、研究実績の概要に記載した、CD36過剰発現INS-1細胞のRNAシーケンス解析や膵島レベルでのCD36の機能阻害実験の研究成果をまとめつつ、β細胞でのCD36の発現異常と生体レベルでのインスリン分泌不全や糖尿病発症との関連についての検証を進める。具体的には、今年度に得られたファウンダーマウスを利用して、CD36遺伝子改変マウスを作成し、耐糖能やインスリン分泌能、さらには高脂肪食投与時の糖尿病発症に関する表現型解析を実施する予定である。また、糖尿病状態においてβ細胞でCD36発現異常が発生する原因に関しても、β細胞株を用いた新たな試験を計画している。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Open Access: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Lund University(スウェーデン)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] University of Copenhagen(デンマーク)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] Lund University(スウェーデン)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] 選抜交配モデルOikawa-Nagao(ON)マウス2023

    • Author(s)
      長尾元嗣, 及川眞一
    • Journal Title

      LABIO 21

      Volume: 90 Pages: 40-41

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] 新規糖尿病モデルOikawa-Nagaoマウスの開発と2型糖尿病の病態生理研究2023

    • Author(s)
      長尾元嗣
    • Journal Title

      日本医科大学医学会雑誌

      Volume: 19 Pages: 367-367

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Selectively bred rodent models for studying the etiology of type 2 diabetes: Goto-Kakizaki rats and Oikawa-Nagao mice2023

    • Author(s)
      Nagao Mototsugu、Asai Akira、Eliasson Lena、Oikawa Shinichi
    • Journal Title

      Endocrine Journal

      Volume: 70 Issue: 1 Pages: 19-30

    • DOI

      10.1507/endocrj.EJ22-0253

    • ISSN
      0918-8959, 1348-4540
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Secretory granule exocytosis and its amplification by cAMP in pancreatic β-cells2022

    • Author(s)
      Mototsugu Nagao, Jens O. Lagerstedt, Lena Eliasson
    • Journal Title

      Diabetology International

      Volume: 13 Issue: 3 Pages: 471-479

    • DOI

      10.1007/s13340-022-00580-3

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 新規糖尿病モデルOikawa-Nagaoマウスの開発と2型糖尿病・動脈硬化の病態生理研究2022

    • Author(s)
      長尾 元嗣
    • Journal Title

      糖尿病合併症

      Volume: 26 Pages: 171-179

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 新規糖尿病モデルOikawa-Nagaoマウスの開発と2型糖尿病の病態生理研究2023

    • Author(s)
      長尾元嗣
    • Organizer
      第 91 回日本医科大学医学会総会・学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] CD36 subcellular localisation in beta cells between diabetes-prone and -resistant mice: possible involvement of CD36 in beta cell dysfunction2022

    • Author(s)
      Mototsugu Nagao, Akira Asai, Mikiko Okazaki-Hada, Hitoshi Sugihara, Lena Eliasson, Shinichi Oikawa
    • Organizer
      58th Annual Meeting of the European Association for the Study of Diabetes
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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