2018 Fiscal Year Research-status Report
低炭水化物/高蛋白食で誘導される膵α細胞量増加と白色脂肪細胞褐色化の機序の解明
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18K08516
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
奥屋 茂 山口大学, 大学教育機構, 教授 (20214083)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田部 勝也 山口大学, 医学部附属病院, 講師 (00397994)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | グルカゴン / 膵α細胞 / 褐色脂肪細胞 / 低炭水化物 / 高蛋白 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
栄養変化に対して、膵内分泌細胞がどのような細胞挙動を示すのかは不明である。低炭水化物/高蛋白食を長期間摂餌させたマウス（C57/BL6j）では、膵α細胞の著明な増加と脂質エネルギー利用が亢進する。
そこで、膵α細胞機能制御における低炭水化物/高蛋白食の急性効果を解析した。低炭水化物/高蛋白食開始10日後において、対照群に比し、血糖値には差を認めなかったが、低炭水化物/高蛋白食摂餌マウスでは、肝グリコーゲン含量低下と血中グルカゴン濃度増加を示し、α細胞量が約2倍に増加した。この時、膵島内α細胞の増殖亢進に加え、膵島近傍の膵管周囲に多数のグルカゴン陽性細胞が出現しており、α細胞新生が推測された。このようなα細胞の新生像には局在が見られ、交感神経の分布と一致した。6-ヒドロキシドーパミンによる選択的除交感神経を行ったマウスでは、低炭水化物/高蛋白食負荷によるα細胞新生および増殖亢進が認められず、細胞量増加は抑制された。一方、β細胞に対する系譜解析では、β細胞からα細胞への分化転換は観察されなかった。以上の結果は、低炭水化物/高蛋白食で誘導される神経ネットワークを介した膵α細胞量制御を示唆し、栄養変化に対する急性応答機構の一部と考えられた。
一方、低炭水化物/高蛋白食を長期間摂餌させたマウスでは、褐色脂肪組織において脂肪分解およびβ酸化に関連する遺伝子発現が増加し、精巣上脂肪組織において熱産生に関わるUCP1の発現が顕著に増加した。すなわち、脂肪組織における脂質利用亢進と熱産生亢進が示唆された。
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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
動物実験を中心に、予定した研究を遂行中である。短期の低炭水化物/高蛋白食負荷で誘導される膵α細胞増加が、神経ネットワークを介して制御される現象である可能性を明らかにし、さらにエネルギー代謝の中枢臓器である脂肪組織の質的変化を解明した。
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| Strategy for Future Research Activity |
低炭水化物/高蛋白食負荷の急性効果として認められた膵α細胞増殖・新生に関しては、肝臓－視床下部－膵島間での臓器連関を想定し、肝臓→視床下部→膵臓、あるいは視床下部→膵臓経路に関わる迷走神経肝臓枝・膵臓枝離断マウスを用いての実験を予定している。低炭水化物/高蛋白食に関連する白色脂肪細胞褐色化については、培養3T3-L1脂肪細胞分化の改善、さらに実験条件を修正して、グルカゴンの直接効果、さらにノルアドレナリンとの相互作用による脂肪細胞UCP1や褐色化関連(C/ebpβ, Pgc-1α等)・代謝機能制御関連遺伝子発現の検討を重ねる予定である。実験に必要な機器および試薬は準備されており、今後研究は進展していくことが推測される。
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| Causes of Carryover |
研究を効率よく実施でき、物品・試薬購入費が予定より少額となった。翌年度請求額と合わせて、測定キット購入費用・消耗品費としてさらに効率よく使用する予定である。また、成果発表や研究関連情報収集を目的としての学会への参加費を計上する。
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Research Products
(7 results)
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[Presentation] 時計遺伝子E4BP4/DBPの膵β細胞における役割の解明.2018
Author(s)
田口昭彦, 太田康晴, 松村卓郎, 中林容子, 秋山 優, 山本 薫, 藤本留理子, 末冨吏佐, 柳井章江, 篠田 晃, 奥屋 茂, 谷澤幸生
Organizer
日本糖尿病学会中国四国地方会第56回総会
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