2016 Fiscal Year Research-status Report
2型糖尿病遺伝子SLC16A11/13のインスリン抵抗性における役割の解明
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16K08631
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| Research Institution | Tokyo Medical University |
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Principal Investigator |
原 一雄 東京医科大学, 医学部, 兼任教授 (50359600)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲津 正人 東京医科大学, 医学部, 教授 (00297269)
熊谷 勝義 東京医科大学, 医学部, 助教 (20567911)
藤田 英俊 東京医科大学, 医学部, 講師 (90571802)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | インスリン抵抗性 / 2型糖尿病 / ゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は全ゲノム関連解析によって肝脂質蓄積とインスリン抵抗性を来しやすい遺伝素因の候補として同定したSLC16A11/13の機能を解明することを目的とする。本年度はSLC16A13の個体レベルでの機能解析のため遺伝子改変動物を作製して表現型を野生型と比較した。通常食飼育下の11週齢で経口ブドウ糖負荷試験（ブドウ糖投与量：10μl/g）を行ったところ、Slc16a13(-/-), Slc16a13(+/-)マウスは野生型に比べて血糖値の推移に差を認めなかったが、Slc16a13(-/-)では血中インスリン値がやや高い傾向を認めた。血糖値と血中インスリン値の積から算出されるインスリン抵抗性指標もやや高く、Slc16a13(-/-)におけるインスリン抵抗性の存在が示唆された。また通常食下ではSlc16a13(-/-), Slc16a13(+/-)マウスは野生型に比して体重増加に差を認めなかったが、高脂肪食飼育下では10週齢からSlc16a13(-/-), Slc16a13(+/-)マウス共に野生型に比して体重増加が有意に認められた。また、11週齢時点におけるSlc16a13(-/-)の血糖値は野生型に比して有意に上昇していたが、体重で補正すると差を認めなかったことから、Slc16a13(-/-)における血糖上昇は体重増加に起因するものと考えられた。Slc16a13過剰発現マウスの作成については、肝臓、脂肪特異的Slc16a13並びに11高発現マウス作成に必要なSAP(serum amyloid P) Promoter及びaP2 promoterの下流にSlc16a13並びに11それぞれのcDNAを挿入した発現ベクターを作成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究で個体レベルでの機能解析を行うSlc16a13並びにSlc16a11遺伝子の欠損マウスについて作出を完了し、当初の予定通り普通食下と高脂肪食下で血糖値やインスリン抵抗性、体重などといった表現型の検討を終了している点で予定以上に研究が進展している。しかしながらトランスポーターとしての機能解析については予定通り進展しておらず、総合すると「概ね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)SLC16A11/13遺伝子のヒト肝細胞における機能解明：全ゲノム関連解析で明らかにしたSLC16A11/13遺伝子の2型糖尿病リスクを上昇させるアリルを、CRISPR/Cas9を利用してヒト肝細胞にノックインする。SLC16A11とSLC16A13両者のリスクアリルのホモ(SLC16A11がGly/GlyでSLC16A13がA/A)、SLC16A11とSLC16A13それぞれのリスクアリルがヘテロとなるような細胞株を選択する。これらの細胞間で脂質蓄積量、インスリン受容体、受容体基質、PKCのリン酸化、糖新生、脂肪酸合成・燃焼に関与する遺伝子の発現を定量し、SLC16A13/11のリスクアリルが増加するに従ってインスリン情報伝達が阻害されるかを検討する。
(2)Slc16a11/13遺伝子の遺伝子改変マウスを利用した個体レベルでの機能解明：既に作製したSlc16a11および13遺伝子改変マウスについて、肝細胞内のジアシルグリセロールや中性脂肪などの脂質含量、インスリン受容体基質IRS-1などのリン酸化、糖新生・脂肪酸合成・燃焼経路にある遺伝子発現レベルを野生型やそれぞれの改変マウスと比較して検討する。高脂肪食を負荷して肥満が起きる前に肝脂質蓄積やインスリン抵抗性が惹起されるかどうか経時的に解析を行う。遺伝子改変マウスと野生型マウスの血液・肝臓抽出液をキャピラリー電気泳動-質量分析(CE/MS)によって、両群間で変化が大きい分子を探索する。その上で、過剰発現マウスの肝臓から初代培養肝細胞を分離し、候補物質の経細胞輸送動態を解析して候補物質が基質であるかについて確認する。
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| Causes of Carryover |
遺伝子欠損マウスの妊娠・出産が予定より多少遅れたため、関連する消耗品の消費量が予定より少額であったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
現時点では遺伝子欠損マウスの出産は予定通りで、次年度に関連消耗品の購入に充てる予定である。
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