膵α細胞のIRS1制御性オートファジーにて調節されるグルカゴン分泌調節機構の探索
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22K16404
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
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| Research Institution | The Tazuke Kofukai |
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Principal Investigator |
渋江 公尊 公益財団法人田附興風会, 医学研究所 内分泌・代謝・腎臓研究部, 研究員 (00773631)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | グルカゴン / 膵α細胞 / インスリンシグナル / オートファジー |
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| Outline of Research at the Start |
蛍光レポーターを搭載したα細胞特異的IRS1欠損マウスより回収したα細胞、ヒト糖尿病患者α細胞のRNAシークエンスデータを比較検討しIRS1下流でグルカゴン制御に関わるオートファジー関連遺伝子群を同定する。さらにグルカゴン分泌異常をきたす糖尿病患者群の末梢血白血球total RNAを用いて、マイクロRNAアレイと環状RNAアレイを行なう。特にオートファジーと関連したIRE型環状RNAを検討し、α細胞のオートファジーの程度と末梢血IRE型環状RNAの発現を比較解析することにより同定したオートファジー関連遺伝子のバイオマーカーとしての応用可能性を検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
糖尿病患者における血糖応答性グルカゴン反応障害の機構についてのこれまでの研究は、グルカゴン分泌をパラクラインに調節しているインスリンやソマトスタチンの変化、自律神経調節の障害などいずれも細胞外の調節因子に注目したものが多かったが、近年ではα細胞内調節機構が電気生理学的手法や、マウスモデルを用いた検討によって明らかにされつつある。
本研究では、糖尿病患者にみられるグルカゴン分泌異常メカニズムの一つとして近傍に位置する膵β細胞からのインスリンシグナルが1型及び進行した2型糖尿病患者において減弱ないし消失していることを踏まえ、膵α細胞におけるインスリンシグナルを介したオートファジー機構を研究することにより、糖尿病患者におけるグルカゴン分泌異常に対する治療的アプローチを提供することを長期的目標としている。今回の研究課題において、申請者はインスリンシグナルを介した経路のうち、特にオートファジーを介する経路に着目し、膵α細胞においてインスリンシグナルを介したオートファジー遺伝子群の同定と、それら遺伝子群の1型糖尿病および進行した2型糖尿病における臨床的意義について考察することを目標としている。2022年度は、CRISPR/Cas9によりαTC6細胞から作成したオートファジー欠損細胞を用いて、インスリンシグナルに関わる経路の解析や、オートファジー誘導下での変化などについて検討した。また申請者が共著者として研究を分担した、ヒトα細胞のトランスクリプトーム解析のデータの最終結果を得ることができたため(10.雑誌論文の項参照)、それらの結果も用いてインスリンシグナルに関わるオートファジー経路がグルカゴン産生、分泌、細胞生存などにどのように関わっているのかについて検討を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
1) レポーターマウスからの膵α細胞単離について、解析に必要な数のマウスの繁殖に時間を要している。2022年度に再度検討した繁殖計画に基づき、2023年度中には単離と保存を終える予定である。
2) 細胞株を用いた遺伝子解析については、2022年度中にサンプル回収と提出を終えており、今後そのデータ解析とさらなる解析の対象となる経路の同定、鍵となる遺伝子のウエスタンブロットによるタンパクレベルでの検証、などを行っていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
レポーターマウスについては前述のように作出に時間を要しているが、今年度中に膵島回収を終える予定としている。
また前述のオートファジー欠損細胞株及びマウスモデルを用いたグルカゴン分泌刺激試験を現在進めている。
申請者はインスリンシグナル欠損α細胞株やインスリンシグナル欠損マウスモデルにおける膵島におけるオートファジーの機構を主たる解析対象として検討しているが、並行してオートファジー欠損細胞株及びマウスモデルにおけるインスリンシグナルを介したグルカゴン分泌経路についてもモデルを作成し、検討を開始している。これら両モデルを用いた検討により、研究課題の核心をなす学術的問いである「糖尿病患者のα細胞におけるグルカゴン分泌異常のメカニズムは何か」という題目において、α細胞障害の分子メカニズムの理解の一端を開くことができると考えている。
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Report
(1 results)
Research Products
(1 results)
