高脂肪食負荷時における膵β細胞オートファジー機構の解析

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19044039
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 綿田 裕孝 Juntendo University, 医学部, 准教授 (60343480)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤谷 与士夫 順天堂大学, 医学部, 准教授 (30433783)
• Keywords: 膵ラ氏島 / インスリン / オートファジー / インスリン抵抗性 / 2型糖尿病

Research Abstract

近年、オートファジー機構の破綻と様々な臓器おける疾患関連性が最近報告されている。今回、我々は膵β細胞における恒常的オートファジーの役割について検討を行う目的で、autophagosomeの形成に必須の遺伝子であるAtg7をCre-lox Pシステムを用いて作製した、膵β細胞特異的Atg7KO(Atg7β-/-)マウスおよびコントロールとしてAtg7flox/flox(Atg7βf/f)マウスを用いて膵β細胞におけるオートファジーの生理的役割について検討した。Atg7β-/-マウスに、腹腔内ブドウ糖負荷試験を施行したところ、Atg7βf/fと比較し,耐糖能障害を認め、同時に測定した血中insulin値の低下を認め、耐糖能障害は加齢に伴い顕著になった。インスリン感受性に有意差は認めなかったことから、Atg7β-/-マウスで認められた耐糖能障害はインスリン分泌不全によるものと考えられた。組織学的検討において、光顕レベルで膵β細胞容積は同等であったが、Atg7β-/-膵島においてballooning cell様の構造変化が認められた。また、Atg7β-/-膵β細胞内にオートファジーにより特異的に分解されるp62およびubiquitinの蓄積を認めた。単離膵島を用いた蛋白レベルの検討においても同所見が確認された。単離膵島を用いたインスリン分泌実験の結果、Atg7β-/-膵島はグルコースへの反応は低下していたが、KCIへの反応は保たれており、KATPチャネル以前の障害が考えられた。また、電顕レベルではAtg7β-/-膵β細胞内にミトコンドリアの形態異常が認められた為、ブドウ応答性ATP産生レベルを検討したところ、Atg7β-/-膵島では有意に低下していた。以上より、オートファジー機構は膵β細胞の恒常性維持に必須と考えられた。