| Project/Area Number |
22K11802
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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 59040:Nutrition science and health science-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
宮崎 早月 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (60452439)
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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: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 転写因子 / インスリン分泌 / 膵β細胞 / 成熟機構 / ベータ細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
膵β細胞はその発生過程において、未成熟な段階から適切なグルコース応答性インスリン分泌を示す段階へと成熟し、そして老化していくことが知られている。本研究課題では、膵β細胞の機能維持や成熟に中心的な役割をもつ転写因子MafAに着目し、成熟前あるいは成熟後にMafAを欠損したβ細胞株を基盤材料として成熟過程において必要な因子を網羅的に解析し、その分子メカニズムを探求する。糖尿病治療を目的としたβ細胞の機能改善やiPS細胞などをもちいたβ細胞の再生医療研究、そして健康寿命を延ばすための薬剤開発に有益な情報となると期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
Mafa KO-IT6マウスに発生したインスリノーマから樹立したMafa遺伝子欠損未成熟β細胞株（Mafa-KO-MIN6細胞）は、MIN6細胞と比較してMafb遺伝子を高発現し、コンパクトに盛り上がったコロニー形態を示した。この細胞株にMafa発現を回復させたrescue細胞を作製した（Mafa-rescue-MIN6細胞）。さらに、長期に安定な成熟β細胞株MIN6-CB4細胞からCRISPR-Cas9システムを用いてMafa遺伝子の両方のアレルを欠損させたβ細胞株（CB4-Mafa-KO細胞）を樹立し、そのrescue細胞（CB4-Mafa-rescue細胞）を作製した。CB4-Mafa-KO細胞およびCB4-Mafa-rescue細胞をもちいてグルコース応答性インスリン分泌（GSIS）などの解析を進めたところ、KO細胞ではGSISは非常に低下していたが、Mafa発現により、MIN6-CB4細胞と同程度のGSISに回復した。一方、いくつかのMafa-KO-MIN6細胞株とそのrescue細胞株をもちいて解析を進めたところ、大まかに性質の異なる２群に分類されることが分かってきた。即ち、ほとんどGSISが回復しない群と、グルコース応答性は少し回復するものの高グルコース刺激に対するインスリン分泌量が非常に低い群である。成熟したMIN6細胞からMafaを欠損させた場合と異なり、Mafa欠損未成熟β細胞株では、Mafaの発現だけでは十分に成熟していないと推測された。これらの７群間（Mafa-KO-MIN6細胞（２クローン）、Mafa-rescue-MIN6細胞（２クローン）、MIN6-CB4細胞、CB4-Mafa-KO細胞、CB4-Mafa-rescue細胞）における遺伝子発現変化を解析し、β細胞の機能や成熟に関与すると推測される遺伝子・因子について検討を進めてきた。
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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
上述の７群間における遺伝子発現変化をRNA-seqを行い比較解析し、β細胞の機能や成熟に関与すると推測される遺伝子・因子について探索を行った。遺伝子発現変化に大きな差がある因子が多数見つかったが、Mafa-rescue-MIN6細胞の２クローンの内の１クローンにおいて、Mafaの発現が非常に高いことが分かった。Mafaの高発現による影響も考えられたため、Mafaの発現レベルがMIN6-CB4細胞と近いMafa-rescue-MIN6細胞を新たに追加し、９群間でのRNA-seqを行い比較検討を行った。
さらに、MIN6細胞をdoxorubicinやH2O2で刺激すると、ストレスによって細胞の老化が誘導されSASP (Senescence-Associated Secretory Phenotype)が引き起こされることから、この方法にてMIN6-CB4細胞とCB4-Mafa-KO細胞の老化を誘導するために、誘導条件を検討した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度行う予定であった老化を誘導したMIN6細胞を加えた解析を行う。これまで解析してきたMafa-KO-MIN6細胞（３クローン）、Mafa-rescue-MIN6細胞（３クローン）、MIN6-CB4細胞、CB4-Mafa-KO細胞、CB4-Mafa-rescue細胞、そして老化を誘導したMIN6-CB4細胞とCB4-Mafa-KO細胞を加えて、１１群間におけるRNA-seq解析を行い、遺伝子発現の変化を総合的に検討する。これらの情報をもとにMafa遺伝子によって制御されるβ細胞の成熟や老化に関与すると推測される候補遺伝子・因子をリストアップし、それらのインスリン分泌能などへの影響を検討する。
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