膵β細胞外ストレスによるインスリン分泌能低下の新規分子機構の解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K09811
• Research Institution: Kyorin University
• Principal Investigator: 近藤 琢磨 杏林大学, 医学部, 講師 (60431368)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石田 均 杏林大学, 医学部, 教授 (80212893)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: グルココルチコイド / インスリン / non-genomic effect / プロインスリン / 慢性炎症

Outline of Annual Research Achievements

グルココルチコイド刺激によるβ細胞機能（インスリン分泌能）への直接的影響を検証するため、本年度は高濃度ステロイド投与による効果を中心に検討を行った。引き続き膵β細胞株MIN6細胞を用いて、ヒトにおいてステロイドパルス療法に近い高濃度3000nMのデキサメサゾンで24時間刺激した。昨年度、グルココルチコイド受容体(GR)阻害剤（RU486）を用いた検討を行ったが、これらの変化がGR経路特異的な現象であることを確証するため、今年度はGR特異的なsiRNAを発現しGR発現を抑制することで、同様の検討を行った。いずれの結果もRU486使用時の結果と同様に、GR経路抑制によりインスリン遺伝子発現の抑制は解除されたが、インスリン分泌抑制効果は解除されなかった。続いて、炎症性サイトカインとして知られているMCP-1とVEGFの遺伝子発現ならびに分泌への影響もGRノックダウンを用いて検討しなおした。その結果、RU486使用時と同様にデキサメタゾンで共に抑制されたが、GRノックダウンによりその影響は解除されなかった。さらに、調節性分泌経路への影響を検討する目的でKCl刺激を行ったところ、高濃度デキサメタゾンでのインスリン分泌抑制は認められず、さらにRU486使用時同様、GRノックダウンを行っても変化はなかった。一方、プロインスリン/インスリン分泌比の抑制は、KCl刺激に関わらずデキサメタゾン刺激で同様に認められ、RU486使用時同様GRノックダウンでも解除されなかった。
総括として、糖質コルチコイドは核内のGRを直接介しすることで、インスリンや炎症性サイトカイン遺伝子の発現を変化させる。一方、高濃度糖質コルチコイドはGR以外の細胞内情報伝達経路を介した構成性分泌経路の抑制効果を認めていることから、より短時間効果を発揮するnon-genomicな分泌調節経路の存在が改めて示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

今年度はグルココルチコイド慢性投与による膵β細胞機能に与える直接的影響に関して確証する目的で膵β細胞株を用いた実験を優先させてより詳細な検討を行った。その結果、グルココルチコイド受容体（GR）を介さないインスリンならびに炎症性サイトカインの分泌抑制効果について確証することができた。さらに、グルココルチコイドによる膵β細胞におけるインスリン分泌抑制の分子学的メカニズムとして、non-genomicな効果を介してプロインスリンからインスリンへの変換抑制の関与が示唆された。
以上のことから、細胞実験に関して、追試を含めた結果の確認や新たな検討をするのに予想以上の時間を要してしまっている。当初の予定より細胞実験での検討に重点を置き詳細に検討したこと、条件設定後に動物実験の本実験を開始していることが本研究の進行がやや遅れている理由である。

Strategy for Future Research Activity

グルココルチコイドによるインスリン分泌抑制の新たな機序が示唆された。そこで、研究内容の一部を変更し、グルココルチコイドによるプロインスリンからインスリンへの変換抑制の機序を変換酵素の発現等を確認することでさらに詳細に検討していく。そのため、細胞実験での検討に重点を置き延長した最終年度の研究を推進していく。これまでの実験結果で得た興味深い知見をさらに考察していくため、グルココルチコイドによるインスリン分泌調節機構への詳細な検討を行っていく予定である。

Causes of Carryover

先行して追加で細胞実験を行っていたため、動物実験分の費用が少なくなっている。次年度は細胞実験にさらに行うが規程範囲内で使用予定である。