Txnipとp53を介した膵β細胞翻訳制御機構解明に基づく２型糖尿病治療の研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K09390
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 幡中 雅行 山口大学, 医学部附属病院, 助教 (60572534)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ２型糖尿病 / β細胞 / 翻訳 / p53

Outline of Annual Research Achievements

慢性的な高脂肪食摂取が膵β細胞翻訳にもたらす影響を明らかにするため、in vitroの実験モデルとして、MIN6β細胞をパルミチン酸＋炎症性サイトカインにて処理し解析を行った。ポリリボゾームプロファイル（PRP）解析にてPolysome/Monosome (P/M)比が減少し、翻訳が全般的に抑制を受けることが示された。それに合致して、パルミチン酸＋炎症性サイトカインにて処理したMIN6β細胞ではピューロマイシン取り込みが減少しており、蛋白合成が減少していることが確認された。p53のターゲット遺伝子であるCdkn1aの発現が増加しており、翻訳抑制とp53活性化との関連性が示された。高脂肪食飼育マウス膵島においてもp53の核内への局在化を示したことに関連してCdkn1a発現上昇を認めた。
膵β細胞の酸化ストレスを軽減することで知られるピオグリタゾンを投与することで、高脂肪食摂取がもたらす翻訳抑制を回復させるかについて検討した。膵免疫染色を用いた解析において高脂肪食飼育マウスで認めたNitrotyrosineやγH2AXの発現増加がピオグリタゾン投与により軽減しており、本実験モデルにおいても酸化ストレスが軽減し、DNA損傷レベルが減少していることが想定された。ピオグリタゾン投与により高脂肪食飼育マウス膵島のP/M比は上昇傾向を示し、全般的翻訳活動性の回復が示唆された。β細胞機能に重要であるinsulin, pdx1, Slc2a2, GckのmRNAはpolysome側にシフトすることが確認され、これらの分子の翻訳活動性が回復していることが想定された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

高脂肪食飼育マウスの糖尿病病態におけるp53の重要性が想定される実験結果が得られた。p53が糖尿病病態における翻訳抑制に寄与しβ細胞不全の重要メカニズムとして関与すること、ピオグリタゾンによる酸化ストレス軽減が病態形成の予防・治療戦略となりうることが明らかとなった。

Strategy for Future Research Activity

高脂肪食飼育マウスに加え、Wfs１欠損マウス、Txnip欠損マウスを解析することで糖尿病病態におけるp53およびTxnipの役割についてさらに追求していく。高脂肪食摂取、小胞体ストレス下の病態におけるピオグリタゾンによるTxnipやp53の制御および糖尿病治療効果、さらにはその翻訳改善のための分子メカニズムを解明していく。

Causes of Carryover

H27年度からH28年度にかけて高脂肪食飼育マウスを中心に解析を行ったため、Txnipおよびp53遺伝子改変マウスの解析が次年度以降の見通しとなった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

今後Txnipおよびp53遺伝子改変マウスの解析について、実験計画に沿って着手する。