腸管幹細胞の分化調節と膵β細胞の再生

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14570010
• Research Institution: Shiga University of Medical Science
• Principal Investigator: 中村 高秋 滋賀医科大学, 医学部, 助手 (30314157)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 工藤 基 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (80108141) ; 柏木 厚典 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (20127210)
• Keywords: 小腸幹細胞 / 膵β細胞 / 転写調節因子 / 再生 / Pdx1

Research Abstract

我々は小腸幹細胞を膵β細胞に分化させる機序を解明することで、小腸幹細胞からインスリン産生細胞を樹立することをテーマに研究を行っている。Pdx1遺伝子は小腸から膵芽が形成される際にmaster keyとなる遺伝子であることが知られているが、この蛋白が膵β細胞において如何なる機能調節を受けるか不明であった。我々は本蛋白の翻訳後修飾の機構を明らかにした。詳細には(1)本蛋白は遺伝子から想定される分子量は31kDaであるが、膵β細胞では46kDaの蛋白として同定され、リン酸化を含めた翻訳後修飾が関与すると考えられていたが、この機構がsmall ubiquitin-related midifier-I(SUMO-1)蛋白とPdx1蛋白との結合によることを証明した。(2)Pdx1蛋白はSUMO-1と核内で結合することでインスリン遺伝子のエンハンサーに作用し、インスリン遺伝子の転写活性を有意に増強させることを報告した。(3)SUMO-1と結合していないPdx1は速やかに細胞質に存在するプロテオゾームで分解され、Pdx1蛋白の安定化にSUMO-1蛋白の結合が重要であることを解明した。さらには、(4)Pdx1とIsl-1遺伝子を組み込んだアデノウイルスを作成し、ラットの十二指腸に投与すると、ある種類の小腸内分泌細胞においてインスリンの産生が認められた。現在、インスリン産生を認めたラットについて血液中のインスリン、糖濃度を測定中である。以上の本年度の我々の研究は小腸幹細胞を用いた膵β細胞の再生という観点から重要な新知見である。

Research Products

• [Publications] Akio Kishi, Takaaki Nakamura: "Atsunori Kashiwagi. Sumoylation of Pdx1 Is Essential For Insulin Gene Activation."Am J Physiol, endocrinology and metabolism.. (in press). (2003)
• [Publications] 中村高秋, 柏木厚典: "分子糖尿病の進歩 基礎から臨床まで-2003"金原出版. 200 (2003)