周産期における膵内分泌細胞新生機構の解明

• Project/Area Number: 22K16431
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 星山 綾子 北里大学, 医学部, 助教 (70728500)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 糖尿病 / 周産期 / 内分泌細胞 / β細胞 / α細胞 / 過期産 / 早期産 / 内分泌前駆細胞

Outline of Research at the Start

糖尿病の根治を可能とするためには、失われた膵β細胞機能を再現することが不可欠である。こうした中でβ細胞新生を誘導する再生医療が注目されている。その実現に向けた一つの手掛かりは、胎生期から成体に至るまでの膵臓の分化過程を詳細に解析し、それを再現することにある。
膵内分泌前駆細胞や膵β細胞の新生量を定量化するレポーターマウスを用いた解析では、胎生18.5日からその翌日の生後0.5日にかけて内分泌前駆細胞数が急激に減少することが報告されているが、その背景にある分子メカニズムは不明である。本研究では、周産期の膵臓内で起こるどのような環境の変化が内分泌細胞新生に影響を与えるのか明らかにする

Outline of Annual Research Achievements

糖尿病の根治を可能とするためには、失われた膵β細胞機能を再現することが不可欠であり、その一つのアプローチとして膵β細胞再生医療が注目されてい る。その実現に向けた一つの手掛かりは、胎生期から成体に至るまでの膵臓の発生・分化過程を詳細に解析し、それを再現することにある。膵内分泌前駆細胞や膵β細胞の新生量を定量化するレポーターマウスを用いた解析では、胎生18.5日からその翌日の生後0.5日にかけて内分泌前駆細胞新生率・β細胞新生率が急激に減少することが報告されているが(Miyatsuka T et al. Diabetes 2014)、その背景にある分子メカニズムの詳細は未解明である。
周産期の膵臓内で起こる環境の変化が内分泌細胞新生に及ぼす影響を明らかにするため、内分泌前駆細胞新生、β細胞新生、α細胞新生を定量化するためのレポーターマウス（Neurog3-Timer, Ins1-Timer, Gcg-Timer）に過期産または早期産を誘導した後、flow cytometryによりそれぞれの内分泌細胞新生量を定量化した。過期産を誘導した胎生19.5日の胎仔では、生後0.5日の新生仔（ともに受精後19.5日）に比較して、新生前駆細胞数、新生β細胞数が有意に高値であったのに対して、新生α細胞数では有意に低値であった。早期産により生まれた新生仔（受精後18.5日）では、胎生18.5日胎仔に比較して新生前駆細胞数が有意に低値であり、α細胞数が有意に高値であった。
以上のように出産期の何らかの環境変化が内分泌前駆細胞新生およびβ細胞新生を抑制し、α細胞新生を亢進させる可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

早期産および過期産を誘導する実験条件およびflow cytometryによる新生内分泌細胞数を定量化する実験条件を至適化することに成功した。

Strategy for Future Research Activity

【早期産・過期産誘導実験】　Ins1-TimerマウスにRU486を投与することにより早期産を誘導し、β細胞新生数を定量化する。
【胎盤および胎生期膵臓の共培養実験系の構築】　内分泌前駆細胞新生、β細胞新生、α細胞新生を定量化するためのレポーターマウス（Neurog3-Timer, Ins1-Timer, Gcg-Timer）の胎生期膵臓および胎盤を摘出し、well上で共培養を行う。ex vivoで数時間から2日間培養した後、flow cytometryを行い、新生内分泌細胞数を定量化する。