膵ベータ細胞における発生および成熟過程のエピジェネティク制御機構の解明

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K09392
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 勝田 仁 九州大学, 医学研究院, 教授 (50333240)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永淵 正法 佐賀大学, 医学部, 客員研究員 (00150441) ; 梅村 創 国際医療福祉大学, 臨床医学研究センター, 教授 (90136432)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 膵ベータ細胞再生

Outline of Annual Research Achievements

研究代表者らは、1型糖尿病の根治的治療法の確立を目指し、これまでに、ヒトiPS細胞やマウスの各種細胞からインスリン産生を作製することに成功している。世界的にも同様の研究が進められているが、いずれも臨床応用可能なレベルにまで機能的に成熟したインスリン産生細胞は得られていない。一方、生体でのインスリン産生細胞である膵β細胞では、エピジェネティク制御機構により、発生・成熟に関わる様々な遺伝子群の発現が制御され、機能的に高度に調和した細胞となっている。
そこで、本研究では、発生の各段階の膵β細胞において、①エピゲノム修飾パターン(DNA修飾、ヒストン修飾)、②エピゲノム制御因子であるmicro-RNAの発現、③エピジェネティク制御の結果である遺伝子発現プロファイルを解析し、膵β細胞発生・成熟過程のエピジェネティク制御機構を統合的に解明する。これにより、糖尿病の根本的治療法の開発に向けた、代替膵β細胞先性の基盤の確立を目指す。
研究初年度にあたる平成27年度は、膵β細胞特異的に緑色蛍光蛋白を発現するトランスジェニックマウス(MIP-GFPマウス)より、発生・成熟各段階の膵β細胞を回収し98%の高純度の隣β細胞が得られることを実証した。
平成２８年度には、上記の発生・成熟各段階の膵β細胞から、micro-RNAを精製し、cDNAを合成し、膵β細胞の分化・成熟に重要な遺伝子群を制御するいくつかの候補のmicro-RNAを選定した。今後、これらのmicro-RNAが実際に膵β細胞の分化・成熟を制御するか確認実験を実施する予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

これまでのところ、当初の計画に従い、概ね順調に進行している。

Strategy for Future Research Activity

【１】膵β細胞の分化・成熟に重要なmicro-RNAの確定
これまでに選定した「膵β細胞の分化・成熟に重要な遺伝子群を制御するいくつかのmicro-RNA」を膵β細胞前駆細胞に導入して、「未熟膵β細胞の分化・成熟に影響を与えるか」を解析する。これにより膵β細胞の発生・成熟に重要であるかを検証し、膵β細胞発生・成熟過程のエピジェネティク制御機構を解明する。
【２】発生の各段階の膵β細胞において、エピゲノム修飾パターン(DNA修飾、ヒストン修飾)を解析する。
【３】エピジェネティク制御の結果である遺伝子発現プロファイルを解析する。
【４】上記【１】【２】【３】のデータを統合的に解析し、膵β細胞発生・成熟過程のエピジェネティク制御機構を解明する。以上により、糖尿病の根本的治療法の開発に向けた、代替膵β細胞先性の基盤の確立を目指す。

Causes of Carryover

本研究では、初年度に、エピジェネティク解析として①全ゲノムに渡るDNA修飾(メチル化)解析および②ヒストン修飾(メチル化、アセチル化)解析、③micro-RNA発現解析、④遺伝子発現プロファイル解析を行う予定であったが、解析を行なう順番を変更し、経費が
比較的低額のmicro-RNA発現解析を先に行ったため、執行した経貨が予定より小額となった。この影響で、平成２８年度にも次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成２９年度は、平成２８年度に引き続き、膵β細胞の分化・成熟に重要なmicro-RNAの確認実験のほか、全ゲノムに渡るDNA修飾(メチル化)解析およびヒストン修飾(メチル化、アセチル化)解析等を行なうため、繰り越した経費を使用する予定である。