2017 Fiscal Year Research-status Report
軟らかい食物摂取により引き起こされる日本人型糖尿病の病態解析
| Project/Area Number |
16K00911
|
|---|
| Research Institution | University of Miyazaki |
|---|
Principal Investigator |
伊達 紫 宮崎大学, 理事 (70381100)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 食物の性状 / 日本人型糖尿病 / インスリン抵抗性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
軟食を3時間制限給餌でラットに与えると、固形食ラットと比べ摂取カロリーや体温、酸素摂取量および行動量などのエネルギー消費について有意差を認めず、結果、体重差も認めなかった。一方で、軟食ラットの糖代謝は障害されており、耐糖能試験では糖尿病型を示し血中インスリン値は高値を示した。インスリンシグナル伝達に関して、両群ラットの肝臓で検討したところ、軟食群ではIRSの発現低下に加え、インスリン投与時のAktのリン酸化も著明に抑制されていた。高インスリン血症は軟食摂取4週後から出現し、インスリン抵抗性の程度は、軟食投与期間に依存して悪化していた。さらに膵臓のβ細胞は軟食摂取の比較的初期から増加していたが、36週以上経過したラットではβ細胞は減少に転じていた。本研究では自由摂餌下における軟食ラットのエネルギー代謝特性についても検討した。具体的には、脂肪組織における脂肪蓄積、脂質合成、炎症性因子の発現について固形食自由摂餌ラットと比較検討した。自由摂餌下での実験では、摂取カロリーは軟食群が固形食群を上回っていたが、体重は両群間で有意差を認めなかった。一方、酸素消費量や運動量といったエネルギー消費量については軟食群で高く、さらに軟食ラットの呼吸商の結果から同ラットは過剰に摂取したエネルギー（特に脂質）をより高く消費することで、体重を維持していると考えられた。さらに体組成を比較してみると、軟食ラットでは内臓脂肪比率および皮下脂肪比率のいずれもが固形食ラットを上回っていた。軟食ラットの腸間膜脂肪組織では、脂肪酸合成酵素の発現が増加しており、ACCのリン酸化の低下と併せて脂質合成が促進していることが明らかになった。脂肪細胞の直径も軟食ラットの方が明らかに大きかった。さらに軟食ラットの腸間膜脂肪組織では、MCP1の発現増加とそれがMAPKシグナルを介して起こっていることも明らかになった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
私たちは、食物の性状、本研究では軟らかい性状の食餌を摂取したラットが、明らかな耐糖能異常やインスリン抵抗性を呈することを示した。今回、この現象は自由摂食状況で飼育したラットでも同様に確認された。興味深いことに、自由摂食状況下では軟食群が固形食群に比べより多くのカロリーを摂取しながらも体重に差がないこと、その要因の一つとして軟食ラットではエネルギー消費の亢進が考えられた。このことは、カロリーを過剰摂取した生体はエネルギー恒常性を維持するための何らかのメカニズムを有していることを示唆するもので、軟食ラットモデルが糖尿病モデルとしてだけではなく、肥満症や糖尿病といった生活習慣の発症や予防に重要な因子の解明につながるモデルとしても期待できる。また、同ラットでの脂肪蓄積や脂肪合成に関わるシグナル伝達が亢進しており、その背景には炎症反応が惹起されていることも明らかにした。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られ、次年度にはインスリン過分泌からインスリン分泌障害にいたる過程や軟らかい食物摂取が習慣化することで、腸内環境や糖吸収などがどのように変化するのかを検討したい。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究成果から、食物の性状、特に軟らかい食物を摂取することが、肥満を示さない糖尿病の発症に大きく関与している可能性が提示された。さらに、軟食ラットでは内臓脂肪の蓄積が顕著で炎症性因子の発現も増加していた結果、明らかなインスリン抵抗性も認められた。日本人の糖尿病患者のBMIは23前後でありBMI値からみた肥満とは定義されない。これらの点を考えると、軟食により誘導される糖尿病は日本人型糖尿病の病態に極めて近いことが想定される。次年度にはインスリン過分泌からインスリン分泌障害にいたる過程について、インスリン抵抗性の進展とβ細胞に量的・質的変化をもたらす因子の解析や軟らかい食物摂取が習慣化することで、腸内環境や糖吸収などがどのように変化するのかを検討する予定である。
|
| Causes of Carryover |
本研究をヒトの糖尿病の予防や治療につなげる研究にするためは、食物の性状を軟らかくした場合に起こるエネルギー代謝調節の変化を経時的にとらえることが必要である。そこで、本研究を推進する目的で、軟食摂取で生じる消化管および膵臓での分子生物学的かつ形態的変化を明らかにするために、軟食ラットを短期から長期にわたり飼育しモデル動物を作出するための動物購入、飼育費および分子生物学、形態学的研究のための試薬購入費等として科研費の使用を予定している。
|
