2019 Fiscal Year Research-status Report
糖尿病の膵β細胞脱分化に対する治療標的の同定と予防法の開発
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19K07506
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
椎木 幾久子 (阿望幾久子) 山口大学, 医学部, 助教(寄附講座等) (60609692)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | β細胞脱分化 / 糖尿病 / 細胞内ストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小胞体ストレス病態モデルであるWfs1欠損マウスは膵β細胞が進行性に減少し糖尿病を発症する。研究代表者らはこれまでにWfs1欠損マウスにおける膵β細胞消失の原因として脱分化の関与を明らかにしてきた。本研究では、Wfs1欠損マウス膵島では脱分化に先行してエネルギー代謝障害を呈することを見出した。正常血糖値を示す8-12週齢のWfs1欠損マウスの単離膵島についてグルコースを負荷した際の細胞外酸性化度(ECAR)および酸素消費速度(OCR)を測定した結果、解糖系代謝活性およびグルコース酸化能が野生型と比較して著しく低下していることが明らかとなった。その結果としてWfs1欠損マウス膵島ではATP産生障害を示した。この時のWfs1欠損マウス膵島ではミトコンドリア機能の異常は認められず、メタボローム解析によりピルビン酸からアセチルCoAに変換する酵素pyruvate dehydrogenase(PDH)の活性低下が代謝障害に寄与していることが示唆された。一方、Wfs1欠損マウス膵島では細胞内ストレスの亢進によりストレス応答分子Thioredoxin-interacting protein(Txnip)の発現が著明に増強する。Txnipを強制発現させたHEK293培養細胞を用いた検討において、TxnipがPDHに結合することでPDH活性の抑制的制御に関与している証左を得た。以上の成果より、Wfs1欠損β細胞では細胞内ストレス亢進によってエネルギー代謝が障害されることが推察される。今後はさらにエネルギー代謝障害と脱分化の関係を明らかにすることで、β細胞脱分化の誘導機構および治療標的を解明する。
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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
研究計画に沿っておおむね順調に遂行している。現在までにWfs1欠損マウス膵島ではβ細胞脱分化に加えエネルギー代謝が障害されていることを明らかにし、その原因としてTxnipが関与していることが示唆された。次年度はWfs1:Txnip二重欠損マウスを用いてTxnipの脱分化およびエネルギー代謝における役割を解明する予定であり、実験に必要なマウスの準備や実験の条件検討は終えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Wfs1:Txnip二重欠損マウス膵島の代謝活性の測定およびβ細胞のlineage tracingを実施する。これにより、Txnip欠損によるエネルギー代謝障害およびβ細胞脱分化への影響を明らかにし、Wfs1欠損β細胞におけるTxnipを介した脱分化とエネルギー代謝不全の関連を解明する。
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| Causes of Carryover |
本年度実施した実験では、予定より少ない検討で結果を得られたため、分子生物試薬などの消費が抑えられた。次年度では、当初より計画していた解析に加え、新たにWfs1:Txnip二重欠損マウス膵島における代謝活性の解析の必要が生じたため、その解析に必要な試薬や細胞培養器具の購入に次年度使用額を使用する。
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