2019 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding molecular mechanisms controlling incretin-induced beta cell proliferation
Project/Area Number |
17K09825
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Research Institution | Gifu University |
Principal Investigator |
矢部 大介 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (60378643)
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Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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Keywords | 膵β細胞 / インクレチン / 増殖 / シングルセル解析 |
Outline of Annual Research Achievements |
膵β細胞量減少の重要性は、糖尿病の発症・重症化の観点で喫緊の課題であるが、生体における膵β細胞増殖能低下の分子基盤の全容は依然として不明であり、膵β細胞量を標的にした糖尿病の発症予防および治療法は確立されていない。本研究では、インクレチンを用いて、膵β細胞増殖制御の分子機構の研究を試みたが、既報と異なりインクレチンでは膵β細胞増殖を認めなかった。そこで、インクレチンに変えて、膵β細胞増殖を強力に誘導可能な膵部分切除術を行い、若齢・高齢マウス由来の膵β細胞に対して一細胞単位で網羅的遺伝子発現を解析可能なscRNA-seqを用いることで、若齢膵β細胞が5つの亜集団に分類され、膵部分切除に応答して細胞周期関連分子を発現する細胞群(増殖β細胞と定義)が増加することを見出した。一方、高齢膵β細胞では同様の細胞群がきわめて少ないことも確認した。また、増殖β細胞を含め5つの亜集団に対するTrajectory解析により、膵β細胞が膵部分切除応答性に分化マーカーの発現を減じ、小胞体ストレス関連遺伝子を一過性に活性化することで、最終的に増殖β細胞になる可能性が示唆された。また増殖β細胞にはE2Fファミリーが発現されることも見出し、現在、これら転写因子を膵β細胞特異的に欠損するマウスを作成中である。また、候補転写因子が膵β細胞増殖のどのタイミングを制御するか検討すべく、細胞増殖をライブイメージング可能な膵β細胞特異的Fucci2aマウスを樹立し、透明化技術と組み合わせることで、まるままの膵臓における膵β細胞増殖を評価することに世界で初めて成功した。さらに、2光子顕微鏡を用いて生体内において膵β細胞増殖を観察することにも成功しており、国際的にも高い評価をうけている。本研究を更に発展させることで、将来、膵β細胞量を標的にした糖尿病の発症や重症化を阻止する全く新たな治療法の開発に発展しうると確信する。
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Research Products
(27 results)
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[Journal Article] Distinctive roles of Rb and p53 in the development of pancreatic neuroendocrine tumors.2020
Author(s)
Yamauchi Y, Kodama Y, Shiokawa M, Kakiuchi N, Marui S, Kuwada T, Sogabe Y, Tomono T, Mima A, Morita T, Matsumori T, Ueda T, Tsuda M, Nishikawa Y, Kuriyama K, Sakuma Y, Ota Y, Maruno T, Uza N, Masuda A, Tatsuoka H, Yabe D, Minamiguchi S, Masui T, Inagaki N, Uemoto S, Chiba T, Seno H
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Journal Title
Cancer Research
Volume: .
Pages: .
Peer Reviewed
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[Journal Article] Tumor‐like features of gene expression and metabolic profiles in enlarged pancreatic islets are associated with impaired incretin‐induced insulin secretion in obese diabetes: A study of Zucker fatty diabetes mellitus rat2020
Author(s)
Hayami T, Yokoi N, Yamaguchi T, Honda K, Murao N, Takahashi H, Wang S, Seino Y, Kamiya H, Yabe D, Sweet IR, Mizoguchi A, Nakamura J, Seino S
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Journal Title
Journal of Diabetes Investigation
Volume: .
Pages: .
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] GPR40 activation initiates store-operated Ca2+ entry and potentiates insulin secretion via the IP3R1/STIM1/Orai1 pathway in pancreatic β-cells2019
Author(s)
Usui R, Yabe D, Fauzi M, Goto H, Botagarova A, Tokumoto S, Tatsuoka H, Tahara Y, Kobayashi S, Manabe T, Baba Y, Kurosaki Tomohiro、, Herrera PL, Ogura M, Nagashima K, Inagaki N
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 9
Pages: .
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Dietary instructions focusing on meal-sequence and nutritional balance for prediabetes subjects: An exploratory, cluster-randomized, prospective, open-label, clinical trial2019
Author(s)
Yabe D, Kuwata H, Fujiwara Y, Sakaguchi M, Moyama S, Makabe N, Murotani K, Asano H, Ito S, Mishima H, Takase H, Ota N, Seino Y, Hamamoto Y, Kurose T, Seino Y
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Journal Title
Journal of Diabetes and its Complications
Volume: 33
Pages: 107450~107450
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Sphingosine kinase 1?interacting protein is a dual regulator of insulin and incretin secretion2019
Author(s)
Liu Y、Harashima SH, Wang Y, Suzuki K, Tokumoto S, Usui R, Tatsuoka H, Tanaka D, Yabe D, Harada N, Hayashi Yo, Inagaki N
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Journal Title
The FASEB Journal
Volume: 33
Pages: 6239~6253
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Differnce in epigenetic regulations between young and old mice explored the mechanisms of beta cell proliferation2019
Author(s)
Tatsuoka H, Yabe D, Sakamoto S, Watanabe A, Usui R, Tokumoto S, Usui R, Ainura B, Otani D, Goto H, Fauzi M, Ogura M, Inagaki N
Organizer
11th Asian Association for the Study of Diabetes Scientific Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Single Cell RNA-Sequencing Dissects Proliferation of Pancreatic Beta Cells2019
Author(s)
Tatsuoka H, Yabe D, Sakamoto S, Watanabe A, Usui R, Tokumoto S, Usui R, Ainura B, Otani D, Goto H, Fauzi M, Ogura M, Inagaki N
Organizer
78th scientific sessions of the American diabetes association
Int'l Joint Research
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[Presentation] Store-Operated Ca2 + Entry Activated by STIM1 Plays an Essential Role in GPR40-Mediated GIIS Potentiation.2019
Author(s)
Usui R, Yabe D, Fauzi M, Goto H, Botagarova A, Tokumoto S, Tatsuoka H, Tahara Y, Kobayashi S, Manabe T, Baba Y, Kurosaki T, Herrera PL, Ogura M, Nagashima K, Inagaki N
Organizer
78th scientific sessions of the American diabetes association
Int'l Joint Research
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[Presentation] Single Cell RNA-Sequencing Dissects Proliferation of Pancreatic Beta Cells.2019
Author(s)
Tatsuoka H, Yabe D, Sakamoto S, Watanabe A, Usui R, Tokumoto S, Usui R, Ainura B, Otani D, Goto H, Fauzi M, Ogura M, Inagaki N
Organizer
AIBIS2019
Int'l Joint Research
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