2004 Fiscal Year Annual Research Report
脂肪毒性によるインスリン分泌障害、膵β細胞過形成障害の分子機構の解明
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15390285
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
寺内 康夫 東京大学, 医学部附属病院, 助手 (40359609)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山内 敏正 東京大学, 医学部附属病院, 寄附講座教員(客員助教授) (40372370)
江頭 一弘 東京大学, 医学部附属病院, 医員
窪田 直人 東京大学, 医学部附属病院, 寄附講座教員(助手相当)
門脇 孝 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (30185889)
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| Keywords | PPARγ / 中性脂肪含量 / インスリン分泌 / SREBP-1c / AMPキナーゼ / 高脂肪食 / グルコキナーゼ / IRS-2 |
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| Research Abstract |
1.PPARγヘテロ欠損マウスで認められた膵島中性脂肪含量増加とインスリン分泌低下の分子機構の解明
高脂肪食下でPPARγヘテロ欠損マウスではグルコース応答性インスリン分泌が低下、膵島中性脂肪含量が増加。チアゾリジン薬投与にて、膵島中性脂肪含量は野生型マウスと同程度に改善、グルコース応答性インスリン分泌も改善。脂肪酸流入・脂肪酸酸化・脂肪合成に関わる遺伝子発現は野生型マウスと差を認めず。PPARγヘテロ欠損マウスでは血清レプチンが高値、またレプチン作用も亢進。膵島中性脂肪含量増加とインスリン分泌低下にレプチン作用が関与している可能性を想定。レプチン作用を欠失したob/obマウス遺伝的背景では、PPARγヘテロ欠損により耐糖能がより悪化、インスリン分泌が著明に低下。
2.膵島でのSREBP1過剰発現に伴うインスリン分泌低下の分子機構の解明
膵β細胞由来の細胞株INS-1細胞にSREBP-1cを過剰発現させた系では細胞内中性脂肪含量は61%増加、細胞内インスリン含量やインスリン遺伝子転写活性は不変、1mMグルコース下での基礎インスリン分泌は亢進、10mMグルコースに対する分泌は40%低下。AMPキナーゼアゴニストでAICAR低用量(300μM)存在下で、ACC活性低下、脂肪酸合成低下、脂肪酸酸化亢進、細胞内中性脂肪含量減少。膵β細胞特異的SREBP-1c過剰発現トランスジェニックマウスはインスリン分泌低下と糖尿病を呈し、その膵島では中性脂肪含量が増加していた。
3.高脂肪食負荷グルコキナーゼヘテロ欠損マウスで認められた膵β細胞過形成障害の分子機構の解明
チップ解析では高脂肪食負荷下で、野生型マウス膵島と比しグルコキナーゼヘテロ欠損マウス膵島で12490個中134個の遺伝子の発現が2倍以上に低下。中でもIRS-2の発現が18.4倍に著減、IGF1受容体遺伝子の発現も協調的に低下。この結果はRT-PCRおよびWestern blotにても確認。高脂肪食負荷IRS-2ヘテロ欠損マウスは高脂肪食負荷野生型マウスと同程度のインスリン抵抗性を呈したが、β細胞量増加が障害されていた。以上より、高脂肪食誘導性膵β細胞過形成にグルコキナーゼとIRS-2が重要であることが示された。
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