| Project/Area Number |
22K19543
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 54:Internal medicine of the bio-information integration and related fields
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
Kume Shoen 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (70347011)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | インスリン / 内分泌 / 膵臓 / 機能維持 / 内分泌細胞 / 膵臓β細胞 / インスリン分泌 / 機能制御 / 膵臓内分泌細胞 / 糖感受性インスリン分泌 / 分化 / 糖尿病 / 脱分化 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、膵臓β細胞の脱分化による見かけ上の膵臓β細胞の容積減が2型糖尿病の成因であると報告された。最近、この「上皮細胞の脱分化が慢性疾患における臓器の機能低下の成因」という考え方が多くの組織にも適用されることが分かってきた。一方、組織の上皮細胞は一様に同じ細胞からなるわけではなく、異なる細胞集団の存在により（ヘテロ性）組織恒常性が維持されるという考えが提唱されるようになってきた。本研究では、「ヘテロ性」の本質と機能維持における意義を明らかにすることを目指す。また、ヒトiPS由来膵臓β細胞にヘテロ性を付与することにより、安定に機能を維持できるように応用展開を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
We identified TH (dopamine synthase) as a candidate gene involved in heterogeneity in mouse pancreatic β cells. To examine the underlying molecular mechanism of the heterogeneity of beta cells, we performed forced expression of TH in mouse pancreatic β cells. We mixed it with normal pancreatic islet cells at a certain ratio. We then evaluated pancreatic islets' glucose-stimulated insulin secretion (GSIS) ability with or without overexpressing TH. As a result, we found that overexpression of TH in the beta cells lowered the GSIS ability. However, pancreatic islets containing a certain proportion of islet cells expressing TH maintained their GSIS ability for longer. From this result, We therefore concluded that heterogeneity confers pancreatic β cells to preserve their function.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
膵臓内分泌β細胞は血糖の恒常性維持において重要な役割を果たしている。糖尿病における膵臓β細胞の機能低下の一つの成因として、脱分化が考えられるようになってきた。脱分化による臓器の機能低下は膵臓β細胞のみならず、他の臓器にも共通して見られた現象であり、その意義と分子機序の解明が急がれる。一方、膵臓β細胞における不均一性 (ヘテロ性) が報告され、その意義が不明である。本研究では、分化・脱分化、ヘテロ性に関与する遺伝子群の作用機序の解明をめざし、将来それを応用したiPS細胞由来膵臓β細胞のヘテロ性付与による機能向上を目指している。
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