2017 Fiscal Year Annual Research Report
Intracellular lipid signaling analysis for the development of novel diabetes therapeutic agents targeting neogenesis and proliferation of pancreatic beta-cells
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17H02175
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
石川 智久 静岡県立大学, 薬学部, 教授 (10201914)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金子 雪子 静岡県立大学, 薬学部, 講師 (00381038)
白井 康仁 神戸大学, 農学研究科, 教授 (60263399)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ジアシルグリセロールキナーゼ / ジアシルグリセロール / 糖尿病 / インスリン / 膵β細胞量 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
膵β細胞特異的ジアシルグリセロールキナーゼ (DGK)δ欠損（βDGKδKO）マウスではβ細胞量の増加が認められる。そこで本研究では、DGKδ抑制によるβ細胞増殖機序の解明、及びDGKδ抑制による糖尿病改善効果の検証を目的とした。初年度は、β細胞株MIN6B細胞を用いて、DGKδ発現抑制の影響を調べた。siRNA導入によりDGKδをノックダウン（KD）したMIN6B細胞を用いたBrdU取り込み解析により、control細胞に比べてDGKδKD細胞では、約1.6倍のBrdU取り込み量の増加、及び細胞周期関連因子であるcyclin B1の全発現量及び核内発現量の有意な増加が認められた。すなわち、β細胞株においても、DGKδの抑制により増殖が亢進することが確認された。今後、この系を利用することで、さらにそのシグナル伝達系を解析していく。一方、DGKδ抑制による糖尿病改善効果の検証に関しては、streptozotocin（STZ）投与によりβ細胞を破壊する糖尿病モデルを利用して解析を行った。βDGKδKOマウス、heteroマウス、controlマウスにSTZを投与し、投与後11日目の随時血糖値が300 mg/dL以上のマウスを糖尿病発症として実験に供した。各マウス間で体重推移には差が見られなかったが、controlマウスが経日的に血糖値が上昇するのに対し、heteroマウスは20日目程度から血糖値上昇が見られなくなった。また、STZ投与60日目のheteroマウスでは、controlマウスと比べて、血清インスリン濃度、膵臓内インスリン含量、膵臓内β細胞量の有意な増加が認められた。なお、こうした変化は、STZ投与11日目では認められなかった。以上の結果から、β細胞におけるDGKδ発現の低下により、STZによるβ細胞破壊後の回復が促進され、血糖値が改善する可能性が示された。
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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
ほぼ計画通りに進んでおり、おおむね順調に進展している。ただし、βDGKδホモKOマウスの繁殖に関して問題が生じており、十分な出生数が得られておらず、検討が遅れている。また、βDGKδホモKOマウスでは、STZ投与により著しく体重が低下する個体が見られ、その原因を明らかにする必要が生じている。状況によっては、βDGKδホモKOマウスにおける検討に関しては、実験計画の見直しが必要かもしれない。一方、細胞レベルでの解析は順調に進んでおり、解析を行える系を確立することができたことから、既にシグナル伝達系の解析を進めている。ただし、β細胞株MIN6B細胞のDGKδノックダウンにより、増殖に関与する因子の変化は確認できている一方、新生に関与する因子の変化はまだ認められていない。さらなる検討を行っていきたい。なお、実験経費及び飼育スペースの問題により、当初予定していた誘導型βDGKδ-/-マウス作製、及びDGKδ欠損Sox9LacZ/+マウス作製はまだ開始できていない。前者は、平成30年度に開始する予定である。後者は、DGKδ欠損によりβ細胞の新生が誘発されることを示唆する結果がまだ得られていないことから、その結果を待って開始するか否かを決定する。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度の検討により、β細胞におけるDGKδの発現低下が、in vivoでもin vitroでも、β細胞量を増加させることを証明できた。そこで、平成30年度は、同じ系を用いて、DGKδ欠損により発現が変化する因子の探索を引き続き実施し、関連因子の候補を絞り込むとともに、候補分子のタンパク質発現の時系列的変化を解析し、β細胞量の増加に関与する因子の同定、およびシグナル伝達の解明を目指す。また、糖尿病治療におけるDGKδ抑制効果の有効性を検証するために、4-hydroxytamoxifen投与により、任意の時期にβ細胞特異的にDGKδが欠損する誘導型βDGKδ-/-マウスを作製し、β細胞を部分破壊した後にDGKδ発現を低下させることによる効果を検討し、DGKδ欠損の時期と糖尿病改善効果との関係を明らかにする。
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