膵β細胞特異的Atg7・p62二重欠損マウスの作製とその機能解析

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08489
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 池田 富貴 順天堂大学, 医学部, 准教授 (80445494)
• 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)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 膵β細胞 / インスリン分泌 / オートファジー / p62

Outline of Annual Research Achievements

糖尿病はインスリンの絶対的あるいは相対的分泌不全に起因する慢性の高血糖が様々な合併症を引き起こす代謝疾患である。よって膵β細胞の生理的機能の分子機構を解明し、糖尿病におけるβ細胞不全の病態を明らかにすることがその根治へと繋がる第一歩となる。
我々はオートファジー機構がβ細胞の恒常性維持に不可欠であることを解明し、β細胞特異的オートファジー不全マウスではオートファジー基質の1つであるp62の凝集体が集積するとともに、β細胞不全も進行することを見出してきた。p62は酸化ストレス応答にも関与することが報告されていること、また酸化ストレスがβ細胞不全の原因となりうることを併せて考えると、オートファジー不全状態において集積したp62がβ細胞機能に影響を及ぼしている可能性がある。本研究ではAtg7/p62ダブルノックアウト(KO)マウスの表現型を解析することにより、上記仮説を明らかにする。
現在時期誘導性かつ膵β細胞特異的にAtg7およびp62を欠失した遺伝子改変マウスを作製し、その表現型を解析している。短期間のオートファジー不全下では（Atg7・p62欠失後２週間経過した時点で解析）、対照マウス（Atg7単独欠損マウス, p62遺伝子は正常）に比し、耐糖能に有意な変化は認められなかった（ダブルノックアウトマウス、対照マウスともにn=3）。今後、より長期間のオートファジー不全下においてp62欠失がβ細胞機能に及ぼす影響を解析する予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

Atg7, p62ダブルKOマウスを作製し、表現型を解析している。Atg7・p62を同時に欠失するマウスを得る確率が低い上、マウス飼育室移転に伴いマウス個体数を増やすことが困難であったため、in vivo解析に必要なサンプル数を得るのに時間がかかっており、当初の予定よりもやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

現在行っている解析を継続し、膵β細胞において、Atg7のみを欠失した場合と、Atg7とp62を同時に欠失した場合の、インスリン分泌能、耐糖能を確認する。両者に差を認めた場合には、単離膵島を用いたex vivoでのインスリン分泌実験を行い、ブドウ糖応答性インスリン分泌能を評価する。また、インスリン分泌能に影響する分子メカニズムを解明するため、単離膵島を用いたRNA sequencingを行い、p62欠失下における遺伝子発現プロファイルを網羅的に解析することにより、p62の膵β細胞の恒常性維持における役割を明らかにする。