2021 Fiscal Year Annual Research Report
2型リアノジン受容体の組織特異的スプライシングバリアントの存在意義の解明
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19K16543
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| Research Institution | Nara Medical University |
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Principal Investigator |
牧野 舞 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (10736870)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | リアノジン受容体 / スプライシングバリアント / インスリン生合成 / カルシウムシグナル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リアノジン受容体（RyR）は小胞体内腔から細胞質へのCa2+の放出を担うCa2+チャネルであり，膵β細胞ではインスリン生合成機構に関与している。主に心筋細胞に発現する2型RyR（RyR2）にはexon 75を含む「心筋型」とexon 75を欠く「膵β細胞型」という組織特異的スプライシングバリアントが存在する。RyR2遺伝子のintron 75のスプライスドナー配列が通常の「gt」ではなく「gg」であることによりこの選択的スプライシングが起こっていると考えられたため，本研究では，CRISPR/Cas9ゲノム編集システムを用いてゲノムDNA上の当該配列を「gt」へ変異させRyR2のスプライス型（発現型）を改変させることで，RyR2の組織特異的スプライシングバリアントの存在意義の解明を目指した。
当該年度では，ゲノム編集によりRyR2遺伝子のintron 75のスプライスドナー配列を「gt」にホモ変異させたゲノム改変マウスを作製した。8週齢雌マウスの膵臓の組織像では，野生型と比較してゲノム改変マウスでは膵島のわずかな個数減少が認められた。一方，9～12週齢雄マウスの膵島を単離しグルコース刺激実験を行ったところ，ゲノム改変マウスの膵島では低濃度グルコース下でも高いインスリン分泌量を示し，野生型マウスの膵島でみられたような高濃度グルコースに対する応答性は低下していた。RyR2のスプライス型が変化したことにより2型糖尿病患者にしばしば認められる膵島の減少，残存膵島でのグルコース応答性のインスリン分泌の低下と低グルコース時におけるインスリンの過剰分泌が引き起こされている可能性が考えられた。
補助事業期間内に行ったin vitro及びin vivoの実験結果より，膵β細胞おける正常なインスリン生合成機能にはRyR2のスプライス型がexon 75欠失型であることが重要である可能性が示された。
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