神経シグナルによる膵β細胞増殖機構における血管系の関与の検討

• Project Area: Vasculo-neural wiring and their interdependent crosstalk
• Project/Area Number: 23122502
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 今井 淳太 東北大学, 大学病院, 講師 (80431500)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000); Fiscal Year 2012: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2011: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: 糖尿病 / 膵β細胞 / 臓器間ネットワーク / インスリン / 自律神経 / 臓器間連関

Outline of Annual Research Achievements

１.単離膵島に対する迷走神経由来因子の直接効果の検討：膵迷走神経由来因子を作用させることにより膵β細胞増殖が亢進することを見出した。
２.肝膵島臓器間連関を活性化したマウスの膵島における解析：肝膵島臓器間連関経路を活性化させたマウスの膵島を用いてマイクロアレイ解析を行い、パスウェイ解析やgene ontology解析などを進めた結果、本連関機構における膵β細胞増殖において重要な働きを示す転写因子を同定した。
３.同定した神経由来因子による膵β細胞増殖、膵島内血管に及ぼす影響についての解析：神経由来因子を作用させた膵島を用いてマイクロアレイ解析を行い、パスウェイ解析やgene ontology解析を進めた結果、これらの因子の刺激により、膵島細胞において増殖につながる転写因子やその下流にある細胞周期関連蛋白の発現増加を見出した。
また、patterning of blood vesselに関する遺伝子群が有意に変動していることを見出し、本連関経路の活性化による膵β細胞の増殖に、膵島内血管系の変化が関与していることをうかがわせる結果と考えている。
４.迷走神経の直接刺激による効果の検討：我々が独自に開発した電気刺激装置をラットの迷走神経に装着して数週間程度刺激を行い、膵β細胞の変化を検討した。実際にこの方法で迷走神経を刺激した際に心拍数の低下が認められ、迷走神経活動が亢進していることが示された。予備的ではあるが、この方法によりラットの膵インスリン含量が増加する傾向を認めた。そこで、刺激部位、電位、刺激回数などについて、最大の膵β細胞増殖効果が得られる最適条件を検討しているところである。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Chronic mild stress alters circadian expressions of molecular clock genes in the liver (2013)
  • Author(s): Takahashi K, Yamada T, Tsukita S, Kaneko K, Shirai Y, Munakata Y, Ishigaki Y, Imai J et al.
  • Journal Title: Am J Physiol Endocrinol Metab Volume: 304
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hepatic glucokinase modulates obesity predisposition by regulating BAT thermogenesis via neural signals (2012)
  • Author(s): Tsukita S, Yamada T, Uno K, Takahashi K, Kaneko K, Ishigaki Y, Imai J et al.
  • Journal Title: Cell Metab Volume: 16 Pages: 825-832
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A case of slowly progressive type 1 diabetes with insulin independence maintained for 10 years with alpha-glucosidase inhibitor monotherapy. (2012)
  • Author(s): Munakata Y, Yamada T, Takahashi K, Tsukita S, Sawada S, Imai J et al.
  • Journal Title: Intern Med Volume: 51 Pages: 3391-3394
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of pancreatic beta-cells by inter-organ networks (2012)
  • Author(s): Imai J, Katagiri H
  • Journal Title: Nihon Rinsho Volume: 70 Pages: 109-112
  • NAID: 40019323633
• [Journal Article] Importance of endothelial NF-κB signaling in vascular remodeling and aortic aneurysm formation (2012)
  • Author(s): Saito T, Hasegawa Y, Ishigaki Y, Yamada T, Gao J, Imai J, Uno K, Kaneko K, Ogihara T, Shimosawa T, Asano T, Fujita T, Oka Y, Katagiri H.
  • Journal Title: Cardiovascular Research Volume: 97(1) Issue: 1 Pages: 106-114
  • DOI: 10.1093/cvr/cvs298
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Blockade of the NF-kappaB Pathway in the EndotheliumPrevents Insulin Resistance and Prolongs Lifespans (2012)
  • Author(s): Hasegawa Y, Saito T, Ogihara T, Ishigaki Y, Yamada T, Imai J, Uno K, Gao J, Kaneko K, Shimosawa T, Asano T, Fujita T, Oka Y, Katagiri H
  • Journal Title: Circulation Volume: 125 Pages: 1122-1133
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hepatic peroxisome proliferator-activated receptor-{gamma}-fat-specific protein 27 pathway contributes to obesity-related hypertension via afferent vagal signals (2012)
  • Author(s): Uno K, Yamada T, Ishigaki Y, Imai J, Hasegawa Y, Gao J, Kaneko K, Matsusue K, Yamazaki T, Oka Y, Katagiri H
  • Journal Title: European Heart Journal Volume: 33 Pages: 1279-1289
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of endoplasmic stress protein C/EBP homologous protein in arteriosclerosis acceleration with augmented biological stress responses (2011)
  • Author(s): Gao J, Ishigaki Y, Yamada T, Kondo K, Yamaguchi S, Imai J, Uno K, Hasegawa Y, Sawada S, Ishihara H, Oyadomari S, Mori M, Oka Y, Katagiri H
  • Journal Title: Circulation Volume: 124 Pages: 830-839
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Regulation of pancreatic beta-cells by Inter-organ Networks (2012)
  • Author(s): Junta Imai
  • Organizer: 第4回アジア糖尿病学会・第9回国際糖尿病連合西太平洋総会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2012-11-24
  • Invited
• [Presentation] 臓器間ネットワークによる膵β細胞制御機構 (2012)
  • Author(s): 今井 淳太
  • Organizer: 第85回日本内分泌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2012-04-19
  • Invited
• [Presentation] Regulation of pancreatic beta-cells by Inter-organ networks (2011)
  • Author(s): Junta Imai
  • Organizer: Workshop "Programming Beta Cell Development, Impairment and Regeneration"
  • Place of Presentation: デンマーク、ヘルシンガー
  • Year and Date: 2011-10-25
• [Presentation] Regulation of pancreatic beta-cells by neuronal signal (2011)
  • Author(s): Junta Imai
  • Organizer: Strategic Japanese-Danish Cooperative Program on Molecular Diabetology
  • Place of Presentation: デンマーク、コペンハーゲン
  • Year and Date: 2011-10-21
• [Presentation] Regulation of Insulin Secretion by Inter-Organ Communications (2011)
  • Author(s): Junta Imai
  • Organizer: 第54回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2011-05-19
• [Book] 再生医療叢書5 (2012)
  • Author(s): 今井淳太
  • Publisher: 朝倉書店