膵β細胞と視床下部を標的としたビオチンのエピゲノム制御による２型糖尿病の発症予防

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K00825
• Research Institution: University of Niigata Prefecture
• Principal Investigator: 曽根 英行 新潟県立大学, 人間生活学部, 教授 (90398511)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ビオチン / 高脂肪食 / 2型糖尿病

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、昨年度に明らかにしたビオチンによる摂食抑制と膵島機能維持を介した2型糖尿病の発症抑制効果を再確認した後、ビオチンによる膵島細胞増殖能を膵α/β細胞の発生・分化調節転写因子（共通分子：PDX-1、α細胞：Arx, MafB、β細胞：Pax4, Nkx6.1）の遺伝子発現量を検討することで評価した。その結果、ビオチンは高脂肪食負荷による２型糖尿病の発症を早期の段階から抑制することが明らかとなった。また、膵島細胞増殖においては、ビオチンは膵α/β細胞の発生・分化調節転写因子の遺伝子発現量には変化を及ぼさず、発生・分化には影響しないことを明らかにした。一方、ビオチンは、高脂肪食摂食下、顕著な体重増加抑制効果を示し、摂食抑制以外での新たな作用として、甲状腺ホルモンの血中濃度の上昇から、ビオチンによる甲状腺機能亢進が示唆された。関連遺伝子発現量の検討から、ビオチンは、視床下部・下垂体前葉には作用点を持たず、甲状腺に直接的に作用することが推察される。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は、これまでのビオチンによる摂食抑制と膵島機能維持を介した2型糖尿病の発症抑制効果に加え、新たな作用機序として甲状腺機能亢進による肥満抑制作用を明らかにし、ビオチンによる新たな視点からの糖尿病発症予防の可能性を示した。これらの点から、本研究はおおむね順調に進展していると考える。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度は、平成29年度に引き続き、高脂肪食負荷マウスでの検討で、視床下部・下垂体前葉・甲状腺における関連遺伝子発現量と関連血中ホルモン濃度を再検討し、ビオチンの甲状腺機能亢進の作用点を確認する。さらに、甲状腺濾胞細胞の培養細胞株であるNthy-ts1を使用し、ビオチンによる甲状腺ホルモン分泌亢進機序について遺伝子発現と細胞内シグナル伝達の両面から詳細に検討する。

Causes of Carryover

当該年度の実験が概ね順調に進行しており、使用予定であった使用期限の短い消耗品について追加購入を抑えることができたため。次年度計画で実施予定である測定実験において、同様の消耗品を使用する予定である。