Chronology of beta-cell failure with a novel time-resolved reporter system in mice

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22642
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 54:Internal medicine of the bio-information integration and related fields
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: Miyatsuka Takeshi 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60622363)
• 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)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Keywords: 糖尿病 / β細胞 / sick β cells / β-cell heterogeneity / オートファジー不全

Outline of Final Research Achievements

We identified a novel gene, sick beta 1 (SB1), the expression of which was upregulated in the islets of obese diabetic mice (db/db), and was suppressed after the mice were treated with SLGT2 inhibitor. Histological analysis revealed that SB1 protein was detected in subpopulations of insulin-producing beta cells, showing the spatial heterogeneity of SB1 expression in the islets.
Lineage tracing analysis with SB1-Cre mice, which express Cre recombinase under the control of SB1 promoter, demonstrated that only part of beta cells were in the lineage of SB1 cells in non-obese control mice.

Free Research Field

糖尿病学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

糖尿病患者では経年的にβ細胞機能が低下することが古くから知られていたが、全てのβ細胞がhomogenousに不全状態に陥るのか、β細胞不全の程度にheterogeneityがあるのかについては未解明であった。
本研究において糖尿病マウスにおいて発現が亢進する遺伝子SB1を同定し、heterogenousな発現プロファイルを解明したことは、β細胞不全の病態を解析する際に、膵島全体ではなく、１細胞レベルで解析することの重要性を示唆している。今後糖尿病患者膵島におけるSB1遺伝子の発現プロファイルを解析することにより、ヒト膵島におけるβ細胞不全の進展過程を時空間的に捉えなおすことができるであろう。