2018 Fiscal Year Research-status Report
糖尿病治療を目指したヒト膵α細胞分化転換機構の解明・ARX阻害低分子化合物の探索
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17K09830
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小澤 純二 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (80513001)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩橋 博見 大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座准教授 (60397627) [Withdrawn]
福井 健司 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (60513009)
木村 武量 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (70770171)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 耐糖能異常 / 膵島構造異常 / 分化転換 / 膵β細胞 / 膵α細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は耐糖能悪化過程のヒト膵島構造異常および転写因子ARXを介した脱分化・分化転換機構の寄与を明らかにし、ARXを介した分化転換機構制御による膵島構造異常および耐糖能異常の改善を図ることで、新たな糖尿病治療への可能性を見出すことを目的とする。2017年度は詳細に耐糖能区分（正常型、境界型、新規診断糖尿病、長期経過２型糖尿病）された43例の膵切除症例を対象として検討、長期経過2型糖尿病群で膵β細胞面積率に対する膵α細胞面積率が他群と比較して優位に増加、罹病期間が長いほど増加、この増加はα細胞の増殖促進が関与、膵島構造の変化に膵島細胞の脱分化・分化転換が存在する可能性を示した（Fujita Y. J Diabetes Investig, 2018）。2018年度は全43例の形態計測を完了、年齢が高く、罹病期間が長くなる程、インスリン分泌能が低下する程、α細胞のARX陽性率が減少していた。さらに糖尿病治療薬を使用している症例34例を除くと、β細胞面積の減少とともにARX発現が減少していた（in submission）。また膵島構造に与える膵脂肪化の関与の可能性も報告した（Ishibashi, C. Pancreas, 2018). これまで我々は耐糖能異常進展過程でβ細胞量の低下がみられ、β細胞のアポトーシスによること（Yoneda S. J Clin Endocrinol Metab, 2013）、β細胞量とインスリン分泌能の関連を（Fujita Y. Endocr J, 2015）を明らかにしている。病歴進展、インスリン分泌能低下、β細胞量減少とα細胞のARX発現が関連していたことは、これまでの結果と併せてみると、β細胞量減少に対してα細胞が増殖し、ARX発現低下を介してα細胞からβ細胞へ分化転換することで、β細胞量減少を代償しようとしている可能性が考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
膵島構造異常におけるARXを介した分化転換機構の存在を明らかにするために、膵α、β細胞におけるARX発現の検討を全43例において行った。当初用いたARX抗体はNice大学のPatrick Collombatより供与頂いたものであったが安定したARX染色が得られず、その他１次抗体と染色結果の比較検討による最終的な選定、染色条件の設定（抗原賦活化時間・抗体希釈倍率の検討）などを行い、ようやく再現性を持って安定した染色が行えるようになった。膵切片全体におけるARX発現率の形態計測は作業量が膨大で時間を要し、細胞実験に着手することが出来なかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の次の段階はARXを介した分化転換機構の存在を、ヒト由来の膵島細胞にて検証することである。ヒトにおける膵αおよびβ細胞株は存在しないため、ヒトiPS細胞（iPSC）から分化誘導した膵島ホルモン陽性細胞を用いることを計画する。しかしこれまでの基礎検討から、iPS細胞からグルカゴン陽性細胞への分化誘導効率はとても低く、分化転換を検証するには効率的でないため、検証困難であることも予測される。このため非ヒト膵α細胞株であるαTCも用いて分化誘導を検証することも検討する。これら細胞においてshRNAによりARX発現抑制を行い、インスリン陽性細胞への分化転換の有無を検討する。さらにARX蛋白質の化合物アレイへのアプライ、ARX結合低分子化合物のスクリーニング、αTC、iPSCから分化誘導した膵島細胞に対して添加培養し、これら細胞の分化転換を誘導することを目標とする。
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| Causes of Carryover |
2018年度は膵α、β細胞におけるARX発現の検討を全43例において行った。安定したARX染色が得られず、染色条件の設定（抗原賦活化時間・抗体希釈倍率の検討、さまざまな１次抗体の比較検討・選定）などを行い、ようやく再現性を持って安定した染色が行えるようになったが、形態計測にかかる作業量が膨大で時間を要し、細胞実験に着手することが出来なかった。遺伝子発現制御による分化転換の検証などにかかる費用が抑えられ、当初の予定との差額が生じた。翌年度の助成金と併せて、今後は培養細胞を用いて、shRNAによるARX発現抑制を行い、インスリン陽性細胞への分化転換の有無を検討する。さらにARX蛋白質の化合物アレイへのアプライとARX結合低分子化合物のスクリーニング、分化転換誘導作用の有無などのvitroの実験を行うための予算として計上する。
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Research Products
(3 results)
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[Journal Article] Glucose Intolerance After Pancreatectomy Was Associated With Preoperative Hemoglobin A1c, Insulin Resistance, and Histological Pancreatic Fatty Infiltration.2018
Author(s)
Ishibashi C, Kozawa J, Fujita Y, Yoneda S, Uno S, Kimura T, Fukui K, Nojima S, Morii E, Eguchi H, Iwahashi H, Imagawa A, Shimomura I.
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Journal Title
Pancreas
Volume: 47
Pages: e48-e50
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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