2019 Fiscal Year Annual Research Report
膵迷走神経シグナルが正常血糖維持に果たす役割と機序の解明
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17H01565
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
片桐 秀樹 東北大学, 医学系研究科, 教授 (00344664)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 臓器間ネットワーク / 神経シグナル / 膵β細胞 / インスリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以前研究代表者らは、肝からの臓器間神経ネットワークによる膵迷走神経シグナルが、インスリン分泌の著明な亢進と膵β細胞の増殖が惹起されることを報告した。生理的条件下でも、食事や肥満の際、血糖上昇に先立ってインスリン分泌やβ細胞増殖が起こり、来るべき血糖上昇に備えているものと想定されるが、これら予知・準備の機序は全く不明である。本研究では、各種遺伝子改変マウスや最先端技術を駆使して、ex vivo in vivoにおいて、神経シグナルの役割やその機序を解明する。本研究は、研究代表者らが独自に見出した臓器間神経ネットワーク機構研究を発展させ、血糖上昇予知・準備メカニズムという新しい概念における神経系ならではの役割を明らかとし、多臓器生物における糖代謝の真の正常状態を維持する仕組みを解明することを目的とする。
本年度は、腹腔内および膵に投射する迷走神経に対するオプトジェネティクスの手法をin vivoのマウスにおいて確立した。まず、青色光を発する光ファイバーの留置により、腹腔内に投射する迷走神経の活性化に成功し、2週間の慢性刺激により、膵β細胞量を増加させることに成功した。次に、ランタノドマイクロパーティクルを活用し、膵臓に投射する迷走神経を選択的に刺激することに成功し、6分の短期刺激において糖応答性インスリン分泌の著明な増強を、さらに2週間の慢性刺激において膵β細胞増殖と膵β細胞量の増加を誘導することに成功した。臓器選択的な自律神経の活性化を実現できたのは世界初の成果であり、それを活用して、膵に投射する迷走神経シグナルの細胞増殖作用を解明できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究においては、世界で初めて、腹腔内に投射する迷走神経をオプトジェネティクスの手法を用いて活性化することに成功した。さらに、ランタノドマイクロパーティクルの手法を用いて、膵という一臓器に投射する迷走神経を選択的に刺激することに成功し、その結果、膵β細胞からのインスリン分泌の亢進や膵β細胞の増殖誘導に成功した。これらの成果、特に、一臓器選択的迷走神経刺激の開発は、当初の計画を超える進展であり、さらにその結果として、膵β細胞への迷走神経シグナルの解明につなげたことは、テクノロジーの開発と恒常性の仕組みの解明の両面から、極めて意義深いものと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に開発できた手法を用いて、膵β細胞再生療法につなげるべく、糖尿病モデルマウスを用いた検討を進める。
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[Journal Article] Prolyl Isomerase Pin1 Suppresses Thermogenic Programs in Adipocytes by Promoting Degradation of Transcriptional Co-activator PRDM162019
Author(s)
Nakatsu Y,Matsunaga Y,Yamamotoya T,Ueda K, Inoue M,Mizuno Y,Nakanishi M,Sano T,Yamawaki Y,Kushiyama A, Sakoda H,Fujishiro M,Ryo A,Ono H,Minamino T,Takahashi S, Ohno H,Yoneda M,Takahashi K,Ishihara H,Katagiri H,Nishimura F,Kanematsu T,Yamada T and Asano T
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Journal Title
Cell Reports
Volume: 26
Pages: 3221-3230.e3
DOI
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[Journal Article] Laparoscopic Sleeve Gastrectomy on Severe Obesity after Intracranial Germinoma Treatment: A Case Report.2019
Author(s)
Nezu M, Kudo M, Ono Y, Tezuka Y, Morimoto R, Sawada S, Imoto H, Naitoh T, Katagiri H, Ito S, Satoh F.
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Journal Title
Tohoku J Exp Med.
Volume: 249
Pages: 223-229
Peer Reviewed
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[Journal Article] Branched chain amino acids are associated with the heterogeneity of the area of lipid droplets in hepatocytes of patients with non-alcoholic fatty liver disease.2019
Author(s)
Kakazu E, Sano A, Morosawa T, Inoue J, Ninomiya M, Iwata T, Nakamura T, Takai S, Sawada S, Katagiri H, Shimosegawa T, Masamune A.
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Journal Title
Hepatol Res.
Volume: 49
Pages: 860-871
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Eruptive xanthomas in a patient with soft-drink diabetic ketosis and apolipoprotein E4/2.2019
Author(s)
Tsuchiya S, Sawada S, Takeda K, Takahashi K, Nakajima T, Kohata M, Kurosawa S, Satake C, Imai J, Kikuchi K, Aiba S, Katagiri H.
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Journal Title
Endocr J.
Volume: 66
Pages: 107-114
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 2型糖尿病患者におけるLaser speckle flowgraphyによる視神経乳頭領域の眼血流指標と超音波検査による頸動脈血流指標との関係2019
Author(s)
澤田 正二郎, 佐竹 千尋, 國方 彦志, 安田 正幸, 伊藤 梓, 黒澤 聡子, 児玉 慎二郎, 山本 淳平, 金子 慶三, 今井 淳太, 中澤 徹, 片桐 秀樹
Organizer
第62回 日本糖尿病学会学術総会
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