| Project/Area Number |
22K08638
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
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| Research Institution | Kawasaki Medical School |
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Principal Investigator |
金藤 秀明 川崎医科大学, 医学部, 教授 (80448034)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 友彦 川崎医科大学, 医学部, 講師 (50454830)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | インスリン転写因子 / 膵β細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
糖尿病状態で膵β細胞が慢性的に高血糖に曝されると、インスリン生合成や分泌はさらに低下し、血糖コントロールが悪化するという悪循環に陥る。この現象はブドウ糖毒性として臨床的にも広く知られている。申請者らはこれまで一貫してこのブドウ糖毒性の分子機構の研究に携わっており、インスリン遺伝子の転写因子（MafA, PDX-1）およびインクレチン受容体（GLP-1, GIP受容体）の発現低下が深く関与することを報告している。本検討の目的は、種々の小分子化合物ライブラリーを用いてこれらの発現を直接的に増加させる薬剤や因子を網羅的に検索して、ブドウ糖毒性の分子機構に基づく新規糖尿病治療薬の検索をすることである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
２型糖尿病の２大特徴は、膵β細胞機能不全と肝臓、脂肪、骨格筋などのインスリン標的臓器におけるインスリン抵抗性である。２型糖尿病発症後、膵β細胞が慢性的に高血糖に曝されると、β細胞におけるインスリン生合成および分泌障害はさらに顕著化するという悪循環に陥る。この現象はブドウ糖毒性として臨床的にも広く知られている。申請者らはこれまでにこのブドウ糖毒性の分子機構に酸化ストレスおよびその下流のストレスシグナル経路の活性化が関連することを報告している（Kaneto H et al. Int J Mol Sci, 2020; Kaneto H et al. J Diabetes, 2016）。
また、申請者らは一貫してインスリン遺伝子の極めて重要な転写因子であるMafAおよびPDX-1に関する研究に携わっている。そうした中で申請者らは、ブドウ糖毒性による膵β細胞障害にはMafAおよびPDX-1の発現の低下が深く関与すること、またその分子メカニズムなどに関して論文報告している（Fushimi Y, Kaneto H et al. Scientific Rep, 2021; Obata A, Kaneto H et al. Diabetologia, 2019; Kimura T, Kaneto H et al. Diabetes Obes Metab, 2018; Kimura T, Kaneto H et al. Diabetes & Metab, 2018; Matsuoka T, Kaneto H et al. Diabetes, 2010）。さらに、２型糖尿病モデルマウスにおいて、Cre-loxPシステムを用いて、MafAやPDX-1の発現を保持すると、インスリンの生合成、グルコース応答性インスリン分泌が改善し、血糖コントロールも改善することを報告している（Kaneto H et al. Biomedicines, 2022; Matsuoka T, Kaneto H et al. J Biol Chem, 2015）。
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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
申請者らは既に、膵β細胞株 MIN6 において小分子化合物ライブラリーを用いたスクリーニングを進めており、MafA や PDX-1 の発現を増加させる因子をいくつか同定しているが、現在さらにスクリーニングを進めている。既に同定された薬剤に関しては、健常マウスからの単離膵島での検討、また（ MafAやPDX-1の発現が低下している）糖尿病モデルマウスからの単離膵島での検討も進めている。SGLT2阻害剤でブドウ糖毒性を軽減させた際のMafAやPDX-1の発現量の変化の検討も既に開始しており、早期投与すれば MafA, PDX-1 などの発現が増加することは確認済みである。細胞培養系で良好な結果でも、動物実験では効果がない可能性もあり、SGLT2阻害薬を用いた検討も並行して行い、新規糖尿病治療薬開発に繋がるようにしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
インスリン遺伝子の転写因子であるMafAやPDX-1の発現を増加させる因子を網羅的に検索する。具体的にはG protein- coupled receptor（GPCR）に結合する小分子化合物ライブラリーをはじめとする各種の小分子ライブラリーを順次β細胞株MIN6に投与して、RT-PCRにてMafAやPDX-1のmRNA発現を増やすことのできる因子を引き続き網羅的に検索する。その際にインスリンのmRNAの発現も増やしているかも同時に検討して総合的に評価する。現在までのスクリーニングにて既にいくつかの因子が同定されており、現在さらにスクリーニングを続けている。MIN6細胞にて変化を認めた薬剤に関してはマウスからの単離膵島においても同じ結果が得られるかを確認する。現在までのスクリーニングにて健常マウスおよび肥満２型糖尿病モデルdb/dbマウスからの単離膵島を用いた実験で既にいくつかの因子が同定されている。
さらに上記で選択された薬剤に関して、各薬剤の特徴に応じて肥満2型糖尿病モデルマウスであるdb/dbに静脈注射あるいは経口投与し、MafA, PDX-1 の発現量の変化、インスリン生合成、分泌能の変化、さらに血糖コントロールに変化を検討する。細胞培養系では良好な結果でも、動物実験では効果がない可能性もあるため、上記のスクリーニングで可能性のある薬剤に関してはできるだけ多くの種類の薬剤での検討を計画している。
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