2016 Fiscal Year Research-status Report
膵β細胞におけるMek/Erkシグナルの解析と新たな糖尿病治療戦略の構築
| Project/Area Number |
16K19067
|
|---|
| Research Institution | National Center for Global Health and Medicine |
|---|
Principal Investigator |
生島 芳子 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 上級研究員 (00571366)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 2型糖尿病 / 膵島 / 膵β細胞 / Mek/Erkシグナル |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、まず、6週齢のMouse Insulin Promoter (MIP)-Cre-ERT+/Mek1f/fマウスに100mg/kgのタモキシフェン (Tmx) を5日間腹腔内連続投与することで、膵β細胞におけるMek1遺伝子の欠損を効果的に誘導できることを確認した。つづいて、MIP-Cre-ERT+/Mek1f/fMek2ko/ko (Tmx+) マウス (膵β細胞特異的Mek1/2欠損マウス)について、通常食あるいはTmx投与2週間後から高脂肪食負荷を開始し、耐糖能・インスリン分泌能の評価を進めた。通常食条件下では、Tmx投与5週間後での耐糖能試験 (ipGTT) 試験では特に異常を認めなかったが、Tmx投与20週間後での ipGTT試験では、Cre-/Mek1f/fMek2ko/ko (Tmx+) マウスに比べてインスリン分泌が低下している傾向が認められた。また、高脂肪食負荷条件下においては、膵β細胞特異的Mek1/2欠損マウスで、MIP-Cre-ERT+/Mek1f/f/Mek2ko/ko (Tmx-) マウスに比べ、高脂肪食負荷15週頃から随時血糖が有意に高くなり、高脂肪食負荷12週における随時血中インスリン濃度は低下している傾向が認められた。また、ipGTT試験では、MIP-Cre-ERT+/Mek1f/f/Mek2ko/ko (Tmx-) マウスに比べ、高脂肪食6週負荷後ではインスリン分泌の低下は認めなかったが、高脂肪食13週負荷後では、インスリン分泌が低下している傾向が見られた。
またインスリンシグナル非依存的にグルコース刺激によりMek/Erkシグナルが活性化するメカニズムについて、in vitroにおいて阻害剤を用いて検証を進めたところ、細胞内Ca2+依存性分子であるCaMK2が関与している可能性が示唆された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は、MIP-Cre-ERT+/Mek1f/fマウスにおいて効果的にMek1遺伝子欠損を誘導するTmx投与プロトコルを確立し、in vivo実験を進めることができた。特に高脂肪食負荷条件下の膵β細胞特異的Mek1/2欠損マウスにおいては、インスリン分泌能の低下傾向に加えて随時血糖値の上昇も捉えることができ、来年度以降の詳細な分子メカニズムの解析に繋がる土台を構築できた。また、本研究においてコントロールとして使用しているMek2全身欠損マウスにおける耐糖能試験・インスリン抵抗性試験も行うなど、当初の計画以外の関連実験も推進することができた。
またインスリンシグナル非依存的にグルコース刺激によりMek/Erkシグナルが活性化するメカニズムについての培養細胞を用いた検討でも、関与する候補分子を見いだすことができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
膵β細胞特異的Mek1/2欠損マウスでは、インスリン分泌障害等の傾向を捉えることができたが、特に高脂肪食負荷マウスでは個体差が大きくデータのばらつきも大きかったので、今後もひきつづき実験群マウスを作成し、耐糖能・インスリン分泌能の評価を進めていく。つづいて、こうした実験群マウスから摘出した膵臓を用い、膵臓内での膵島の占める割合、膵島の大きさを評価していくとともに、マイクロアレイ解析・RT-PCR解析・タンパク解析・免疫染色等を行い、in vivoの実験で見られたインスリン分泌障害の原因メカニズムを詳細に検討していく方針である。これらの実験によりMek/Erkシグナルの下流で膵β細胞の維持・インスリン分泌維持に関与する重要な因子の同定を目指す。
また、インスリンシグナル非依存的にグルコース刺激によりMek/Erkシグナルが活性化するメカニズムについて、CaMK2の関連をさらに詳細に検討していくとともに他の候補因子の検索も進める。最終的には、こうしたMek/Erkシグナルを活性化する上流因子やMek1/2、Erk1/2、及びその下流因子を制御する薬剤投与によって、糖尿病モデルマウスの膵島の維持・回復につながるのか、Min6細胞株、インスリン受容体欠損膵β細胞株及び単離膵島への添加実験、及び糖尿病モデルマウスへの投与実験により検討していきたい。
|
| Causes of Carryover |
直接経費150万円のうち36,958円が次年度に持ち越されたが、ほぼ予定通りの支出額となった。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度分の予算と合わせ、マウスインスリンの測定キットや高脂肪食などの消耗品に使用する計画である。
|
Research Products
(1 results)
