2019 Fiscal Year Annual Research Report
Autophagy deficiency cumulatively causes beta-cell failure.
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17K09849
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
小宮 幸次 順天堂大学, 医学部, 准教授 (50385077)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
綿田 裕孝 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60343480)
宮塚 健 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60622363)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | β細胞 / オートファジー / 糖尿病 / Atg7 / Sprr1a |
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| Outline of Annual Research Achievements |
オートファジーは蛋白分解機構の一つであり、生体の恒常性維持に重要な役割を担っている。我々はオートファジー不全がインスリン分泌低下を伴う糖尿病を引き起こすことを明らかにしてきたが、その背景にある分子機構は不明であった。
そこで、本研究ではβ細胞特異的かつ時期特異的にオートファジー不全を誘導するための新規遺伝子改変マウス(iβAtg7KO)を作製した。2週間オートファジー不全を誘導したマウス(iβAtg7KO-2W)では、耐糖能は対照同胞マウスと同等であったが、6週間オートファジー不全を誘導したマウス(iβAtg7KO-6W)ではインスリン分泌不全を伴う高血糖を認めた。これらの知見はオートファジー不全の蓄積がβ細胞不全を引き起こすことを示している。
次に、iβAtg7KO-2W, iβAtg7KO-6W、および対照マウスの膵島を単離し、RNA sequencingを行なった。iβAtg7KO-6Wマウスでは、インスリン分泌能を制御する多くの遺伝子の発現が低下していた。iβAtg7KO-2Wマウス膵島で対照マウスに比較して有意に発現が亢進しているのは8遺伝子のみであり、これらのうち、iβAtg7KO-6Wマウスで共通して発現が亢進しているのはSprr1aのみであった。
db/dbマウス膵島でSprr1a mRNAを定量化すると、耐糖能正常である4週齢では遺伝子発現に変化はなかったが、β細胞不全およびオートファジー不全の進行した8週齢、12週齢において有意な発現亢進が確認された。次にiβAtg7KO-6Wマウスの膵切片において抗Sprr1a抗体を用いた免疫組織染色を行ったところ、p62凝集塊を伴うオートファジー不全β細胞の一部にのみSPRR1Aタンパクの発現を認めたことから、SPRR1Aの発現にはspatial heterogeneityが存在することが示唆された。
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