2018 Fiscal Year Annual Research Report
新規2型糖尿病マウスの膵臓β-細胞喪失に関わる責任遺伝子の同定と病態解析
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16H05048
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
須藤 淳一 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 主席研究員 (60355740)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小島 美咲 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産研究部門, 主席研究員 (80355742)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 2型糖尿病 / インスリン低下 / β細胞喪失 / QTL / コンジェニックマウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
第4染色体について、より動原体に近い領域をDDD系統由来の染色体領域で置換したコンジェニックマウスを3系統樹立した。現時点で、10世代の戻し交配を完了し、ホモ接合マウスを得ており、実験用に繁殖中である。これら3系統は、QTLピークの1マーカー、2マーカー、および4マーカーを、それぞれDDD系統由来の染色体領域で置換されており、表現型が確認できればかなりの程度まで候補領域を狭めることができる。
前年度までに作出・解析している229匹のF2-Ayマウスのうち、インスリン低値の約100匹について、抗インスリン免疫組織標本に基づき、（1）インスリン値、（2）β細胞数、（3）膵島数の3つの表現型を独立に、量的・質的形質として解析したが、QTL信頼領域を狭める等、有効な結果は得られなかった。
病態に及ぼす性差および飼育条件（群飼育 vs. 単独飼育）の影響をDDD-AyおよびDDD系統で比較的に検討した。雄DDD-Ayマウスを単独飼育した場合に顕著な糖尿病が確認され、これに伴う血中成分の変化（血中脂質や肝臓・腎臓の毒性マーカー）や膵臓で発現変化を示す遺伝子などを解析した。特に中性脂肪の経時的増加は単独飼育の雄DDD-Ayマウスで特徴的であった。
こうした過程で、以前から第4染色体QTLの責任遺伝子候補の一つとして示唆されていたZfp69の発現を調べたが、発現が確認されなかった。本糖尿病は肥満して初めて発症する（すなわち原因遺伝子を保有していてもDDDでは発症しない）ので、原因遺伝子は膵島よりもむしろ脂肪細胞に求めるべきであるかもしれないと推察された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
①第4染色体のより近位部をDDD系統の染色体領域で置換したコンジェニックマウスは作出できたが、ホモ接合マウスの樹立に時間を要したため、実験開始にもう少し時間を要する。これは、交配時に、雌にAyマウスを利用しなければならないことが多かったためである（肥満の雌マウスは繁殖効率が悪いため）。
②低インスリンを示す48匹のF2-Ayマウスの解析から、第4染色体以外には独立した責任遺伝子座が存在する可能性は否定された。しかしながら、第4染色体座と、あるいはそれ以外の染色体座間で相互作用するQTLの存在は否定できないため、229匹の全F2-Ayマウスの全ゲノムジェノタイピングを開始した。完了までにもう少し時間が必要である。
③病態に及ぼす性差および飼育条件（群飼育 vs. 単独飼育）の影響を解析したが、（血中成分量や遺伝子発現レベルの変化などの差に）個体差が大きく、明確な結論が得られにくかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
①先ずは229匹の全F2-Ayマウスの全ゲノムジェノタイピングを完了し、エピスタシスの有無を明らかにする。
②表現型を確認したQTLコンジェニックマウスのDDD由来染色体領域に存在する全遺伝子を候補遺伝子とみなし、B6-Ayマウスをコントロールとしたマイクロアレイ解析で発現変動を示す遺伝子を同定する。この際、上述の通り、膵臓ではなく、病態開始の直接原因となりうる脂肪細胞由来のRNAを用いる。時間・資金的に事情が許せば、発症前後での解析も含めたい。
③病態に及ぼす性差および飼育条件（群飼育 vs. 単独飼育）の影響を解析したが、（血中成分量や遺伝子発現レベルの変化などの差に）個体差が大きく、明確な結果が得られにくかったため、もう少しマウスの週齢的に焦点を絞るとともに、摂食量や別の血中成分など、より広範な表現型を測定・解析する。
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