1998 Fiscal Year Annual Research Report

糖尿病の遺伝素因の総合的解析

Research Project

Project/Area Number	10NP0201
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	清野進千葉大学, 大学院医学研究科, 教授 (80236067)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	南條輝志男和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (40164511) 武田純群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (40270855) 清野裕京都大学, 大学院医学研究科, 教授 (40030986) 門脇孝東京大学, 医学系大学院, 講師 (30185889) 岡芳知山口大学, 医学部, 教授 (70175256)
Keywords	多因子疾患 / 糖尿病 / 原因遺伝子解析 / インスリン / 遺伝子機能 / 遺伝子構造
Research Abstract	(総括班) 糖尿病患者や対照である非糖尿病者における遺伝子解析を実施するための同意書(インフォームドコンセント)を作成し、日本栄養・食糧学会の倫理委員会に提出し、承認を得た。さらに、各班員が属する施設においても同時に倫理委員会の承認を受けることを決定した。現在、糖尿病患者合計1805例、対照の非糖尿病者724例のサンプルを収集し、患者ならびに対照者の臨床所見、生化学的所見のデータベースを構築している。さらに、遺伝子解析のための班間にまたがる共同研究を企画した。 (研究班1)遺伝子構造解析インスリン非依存型(2型)糖尿病のサブタイプであるMODY型糖尿病(maturity-onset diabetes of the young)(MODY5)の原因遺伝子として同定されたHNF-1β遺伝子の異常を有するものは多発性腎嚢胞症を併発することを発見した(武田)。HNF-1αと1β遺伝子異常はloss-of-functionあるいはdominant-negativeの機序によりインスリン分泌障害をきたし、糖尿病を発症することが示唆された。MODY関連遺伝子は膵β細胞と小腸で発現していることから両組織に共通に発現する遺伝子を探索している。これまで膵β細胞と小腸から15,000個のクローンを集積し、膵β細胞と小腸にそれぞれ8,000涸及び2,000個の部分一次構造を決定した(武田)。グルコース応答性のインスリン分泌に関与する遺伝子をmRNA differential display法により探索を行い、108個の候補遺伝子を単賠した(矢野)。 (研究班2)遺伝子機能解析発生工学的手法を用いてATP感受性K^+チャネル遺伝子破壊マウスを作成し、このチャネルはグルコースによるインスリン分泌と、血糖降下剤であるスルホニル尿素によるインスリン分泌の鍵となる調節分子であることを証明した(清野進)。発生工学的手法を用いてグルコース依存性インスリン分泌におけるNADHシャトル機構の重要性を証明し、グルコースによるインスリン分泌の代謝相について全く新しいモデルを提唱した(門脇)。膵島に発現するTGFβ受容体スーパーファミリーメンバーの同定を試み、ALK7を単離した。ALK7はSmad3を介してインスリンやp21(WAF1)の遺伝子発現を促進し、膵β細胞の分化・増殖に関与することが示唆された(山田)。 (研究班3)疾患遺伝子解析インスリン依存型(1型)糖尿病と視神経萎縮を主徴とする常染色体劣性遺伝を示すWolfram症候群の原因遺伝子をポジショナルクローニングにより同定することに成功し、これをWFS1と名づけた。WFS1遺伝子産物は9〜10ヵ所の膜貫通領域を有する新規の膜蛋白と考えられた(岡)。膵β細胞の糖取り込みに関与するグルコーストランスポーターGLUT2の遺伝子の転写調節領域にMODY3の原因遺伝子として同定されたHNF-1αの結合領域が存在することを示した。HNF-1αの変異による転写活性の変化が、MODY3に認められるインスリン分泌障害の原因である可能性を示唆した(清野裕)。脂肪細胞における熱エネルギー代謝に関与するuncoupling proteioファミリー遺伝子の構造を決定し、肥満を伴う糖尿病患者においてミスセンスを含む遺伝子変異を見い出した(春日)。 (研究班4)遺伝疫学解析家族歴濃厚な2型糖尿病患者においてMODY型糖尿病の原因遺伝子として同定されたHNF-4α及びHNF-1βの新たな遺伝子変異を発見した。また、膵β細胞の転写因子であるIsl-1の遺伝子変異を見い出した(南條)。遺伝疫学的解析手技としてmultipoint analysis,sib-pairanalysis,データベースフレームなど遺伝数理統計情報解析法を構築した(金森)。3世代にわたり家族歴を有する25歳以下のMODY家系よりサンプルを収集しDNAを抽出した(金森、大河原)。膵β細胞の機能解析を解析する手段としてブタ膵内分泌細胞培養系を確立した(大河原)。門脇らの研究は朝日新聞(3月1日)、日本経済新聞(2月12日)の全国版に紹介された。また、岡らの研究は読売新聞(9月30日)に掲載され、同時に9月29日の午後7時及び9時のNHKニュースで全国放送された。

Research Products

(20 results)

All Other

All Publications (20 results)

[Publications] Yamada,S.et al.: "Identification of mutations in the hepatocyte nuclear factor-1α gene in Japanese subjects with early-onset NTDDM and functional analysis of the mutant proteins." Diabetes (in press).
[Publications] Mashima,H.et al.: "Genes expressed during the differenriation of pancreatic AR42J cells into insulin-secreting cells." Diabetes (in press).
[Publications] Tomuta,H.et al.: "Loss-of-function and dominant-negative mechanisms associated with hepatocyte nuclear factor-1β mutations in familial type 2 diabetes mellitus." J.Biol.Chem. (in press).
[Publications] Ihara,Y.et al.: "Hyperglycemia causes oxidative stress in pancreatic β-cells of GK rats, a model of non-insulin dependent diabetes mellitus." Diaberes (in press).
[Publications] Eto,K. et al.: "Abolition of the NADH shuttle system causes a severe defect in glucose-induced insulin secretion." Science. 238. 981-984 (1999)
[Publications] Terauchi,Y. et al.: "Increased insulin sensitivity and hypoglycemia in mice lacking p85α regulatory subunit of phosphoinositide 3-Kinase." Nature Genetics. 21. 230-235 (1999)
[Publications] Ueda,K. et al.: "Cooperative binding of ATP and MgADP in the sulfonylurea receptor is modulated by glibenclamide." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 96. 1268-1272 (1999)
[Publications] Tanbe,K. et al.: "Direct photoaffinity labeling of the Kir6.2 subunit of the ATP-sensitive K" channel by 8-azido-ATP." J.Biol.Chem.274. 3931-3933 (1999)
[Publications] Inoue,H. et al.: "A gene encoding a transmembrance protein is mutated in patients with diabetes mellitus and optic atrophy (Wolfram syndrome)." Nature Genetics. 20. 143-148 (1998)
[Publications] Miki,T. et al.: "Defective insulin cecretion and enhanced insulin action in K_<ATP> channel-deficient mice." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 95. 10402-10406 (1998)
[Publications] Takahashi,Y. et al.: "Two aberrant splicings caused by mutations in the insulin receptor gene in cultured lymphocytes from a patient with Rabson-Mendenhall's syndrome." J.Clin.Invest.101. 588-594 (1998)
[Publications] Ueki,K. et al.: "Potentinal role of protein kinase B in insulin-induced glucose transport, glycogen synthesis, and protein synthesis." J.Biol.Chem.273. 5315-5322 (1998)
[Publications] Tamori,Y. et al.: "Inhibition of insulin-induced GLUT4 translocation by mucn18c through interaction with syntaxin4 in 3T3-L1 adipocytes." J.Biol.Chem.273. 19740-19746 (1998)
[Publications] Kotani,K. et al.: "Requirement of atypical PKC【lambda bar】 for insulin stimulation of glucose uptake but not for Akt activation in 3T3-L1 adipocytes." Mol.Cell.Biol.18. 6971-6982 (1998)
[Publications] Nishigori,H. et al.: "Frameshift mutation, A263fsinsGG,in the hepatocyte nuclear factor-1β gene associated with diabetes mellitus and renal dysfunction." Diabetes. 47. 1354-1355 (1998)
[Publications] Gribble,F.M.et al.: "Tissue specificity of sulfonylureas studies on cloned cardiac and β-cell K_<ATP> channels." Diabetes. 47. 1412-1418 (1998)
[Publications] Murakami,K. et al.: "Novel insulin sensitizer acting as a coligand for PPARα and γ." Diabetes. 47. 1841-1847 (1998)
[Publications] Utsunomiya,N. et al.: "Organization of the human carboxypeptidase E gene and molecular scanning for mutations in Japanese subjects with NIDDM or obesity." Diabetologia. 41. 701-705 (1998)
[Publications] Fujimoto,S. et al.: "The novel insulinotropic machanisim of pimobendan:direct enhancement of the exocytotic process of insulin secretory granules by increased Ca^2 sensitivity in β-cells." Endocrinology. 139. 1133-1140 (1998)
[Publications] Mizuno,N. et al.: "Altered bcl-2 and bax expression and intracellular Ca^2 signaling in apoptosis of pancreatic cells and the impairment of glucose-induced insulin secretion." Endocrinology. 139. 1429-1439 (1998)

1998 Fiscal Year Annual Research Report

糖尿病の遺伝素因の総合的解析

Principal Investigator

清野 進 千葉大学, 大学院医学研究科, 教授 (80236067)

Research Products

[Publications] Yamada,S.et al.: "Identification of mutations in the hepatocyte nuclear factor-1α gene in Japanese subjects with early-onset NTDDM and functional analysis of the mutant proteins." Diabetes (in press).

[Publications] Mashima,H.et al.: "Genes expressed during the differenriation of pancreatic AR42J cells into insulin-secreting cells." Diabetes (in press).

[Publications] Tomuta,H.et al.: "Loss-of-function and dominant-negative mechanisms associated with hepatocyte nuclear factor-1β mutations in familial type 2 diabetes mellitus." J.Biol.Chem. (in press).

[Publications] Ihara,Y.et al.: "Hyperglycemia causes oxidative stress in pancreatic β-cells of GK rats, a model of non-insulin dependent diabetes mellitus." Diaberes (in press).

[Publications] Eto,K. et al.: "Abolition of the NADH shuttle system causes a severe defect in glucose-induced insulin secretion." Science. 238. 981-984 (1999)

[Publications] Terauchi,Y. et al.: "Increased insulin sensitivity and hypoglycemia in mice lacking p85α regulatory subunit of phosphoinositide 3-Kinase." Nature Genetics. 21. 230-235 (1999)

[Publications] Ueda,K. et al.: "Cooperative binding of ATP and MgADP in the sulfonylurea receptor is modulated by glibenclamide." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 96. 1268-1272 (1999)

[Publications] Tanbe,K. et al.: "Direct photoaffinity labeling of the Kir6.2 subunit of the ATP-sensitive K" channel by 8-azido-ATP." J.Biol.Chem.274. 3931-3933 (1999)

[Publications] Inoue,H. et al.: "A gene encoding a transmembrance protein is mutated in patients with diabetes mellitus and optic atrophy (Wolfram syndrome)." Nature Genetics. 20. 143-148 (1998)

[Publications] Miki,T. et al.: "Defective insulin cecretion and enhanced insulin action in K_<ATP> channel-deficient mice." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 95. 10402-10406 (1998)

[Publications] Takahashi,Y. et al.: "Two aberrant splicings caused by mutations in the insulin receptor gene in cultured lymphocytes from a patient with Rabson-Mendenhall's syndrome." J.Clin.Invest.101. 588-594 (1998)

[Publications] Ueki,K. et al.: "Potentinal role of protein kinase B in insulin-induced glucose transport, glycogen synthesis, and protein synthesis." J.Biol.Chem.273. 5315-5322 (1998)

[Publications] Tamori,Y. et al.: "Inhibition of insulin-induced GLUT4 translocation by mucn18c through interaction with syntaxin4 in 3T3-L1 adipocytes." J.Biol.Chem.273. 19740-19746 (1998)

[Publications] Kotani,K. et al.: "Requirement of atypical PKC【lambda bar】 for insulin stimulation of glucose uptake but not for Akt activation in 3T3-L1 adipocytes." Mol.Cell.Biol.18. 6971-6982 (1998)

[Publications] Nishigori,H. et al.: "Frameshift mutation, A263fsinsGG,in the hepatocyte nuclear factor-1β gene associated with diabetes mellitus and renal dysfunction." Diabetes. 47. 1354-1355 (1998)

[Publications] Gribble,F.M.et al.: "Tissue specificity of sulfonylureas studies on cloned cardiac and β-cell K_<ATP> channels." Diabetes. 47. 1412-1418 (1998)

[Publications] Murakami,K. et al.: "Novel insulin sensitizer acting as a coligand for PPARα and γ." Diabetes. 47. 1841-1847 (1998)

[Publications] Utsunomiya,N. et al.: "Organization of the human carboxypeptidase E gene and molecular scanning for mutations in Japanese subjects with NIDDM or obesity." Diabetologia. 41. 701-705 (1998)

[Publications] Fujimoto,S. et al.: "The novel insulinotropic machanisim of pimobendan:direct enhancement of the exocytotic process of insulin secretory granules by increased Ca^2 sensitivity in β-cells." Endocrinology. 139. 1133-1140 (1998)

[Publications] Mizuno,N. et al.: "Altered bcl-2 and bax expression and intracellular Ca^2 signaling in apoptosis of pancreatic cells and the impairment of glucose-induced insulin secretion." Endocrinology. 139. 1429-1439 (1998)

清野進千葉大学, 大学院医学研究科, 教授 (80236067)