2020 Fiscal Year Annual Research Report
Metabolic and functional analysis of pancreatic islet cells using the fluorescent ATP probe gene knock-in mouse
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16K09746
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
長嶋 一昭 京都大学, 医学研究科, 客員研究員 (40324628)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ATP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで我々はATP濃度によってOFP/GFP比が変化するFRETであるGO-ATeam1ノックインマウスおよび単離膵島細胞におけるCa2+インジケータであるfura-2を併用して、膵β細胞内ATP濃度およびCa2+濃度動態同時測定を行い、同一β細胞内および隣接する膵島細胞間での代謝(ATP)・イオン(Ca2+)動態の変化を検討してきた。その過程で、同一膵島内のβ細胞間であっても、代謝やイオン動態が不均一であることを示唆する観察結果を得た。また並行して行なっている、膵島細胞を用いた単細胞トランスクリプトーム解析から、膵β細胞の中にも遺伝子発現の不均質性があり、インスリン遺伝子、ミトコンドリア代謝関連遺伝子、小胞体ストレス遺伝子および増殖関連遺伝子などの発現にばらつきがあることが観察され、このばらつきが、複数の刺激によって動的に変化しえるとの解析結果を得た。その過程で、膵島にとって激烈な刺激となる膵部分切除状態において、膵島内細胞に対して１細胞レベルで遺伝子発現を解析できるシングルセルRNAシークエンスにより、上記刺激下での遺伝子発現の不均一性に関して検討を行った。遺伝子発現プロファイルから細胞状態の遷移を解析する擬似時系列解析を行い，ベータ細胞における増殖停止期から増殖期への遷移に関与する遺伝子に関して検討し、膵島細胞刺激に伴って生じる経時的に多様な遺伝子発現変化の一端を明らかにした。
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