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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Role for two distinct lineages of beta cells in diabetes progression

Research Project

Project/Area Number 20H03463
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

藤谷 与士夫  群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (30433783)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords膵β細胞 / PP細胞 / 膵ラ氏島 / シングルセルRNA解析
Outline of Annual Research Achievements

PP細胞は、膵ラ氏島を構成する少数の細胞である。 我々はPpy-CreノックインマウスとPP特異的抗体を独自に開発することにより、Ppy発現細胞とβ細胞との関係を調査した。細胞系譜追跡実験により、Ppy発現細胞は、β細胞を含む4つの主要な内分泌細胞に寄与することが明らかとなった。 一方、野生型マウス膵島細胞の単一細胞RNA解析により、PP細胞の遺伝子プロファイルが明らかとなり、Ppy, Pyy, TSPAN8, Folr1等がPP細胞のID geneとして同定された。また、単一細胞RNA解析によりβ細胞は7つのクラスターで構成されることが明らかとなったが、β細胞は2つの系統、すなわち、Ppyを発現した経歴のあるβ細胞(Ppy系列β細胞)および、発現したことのない非Ppy系列のβ細胞に二分されることが示された。Ppy系列β細胞は、その膵島における位置、機能性および遺伝子発現プロファイルに関して明確な特徴を示した。 すなわち、Ppy系列のβ細胞は、膵島の周辺部に位置し、グルコース応答性のCa2+応答性が低く、その遺伝子発現プロファイルは、PP細胞のそれに近いこと、INSのみならず、Ppy, Gcg, Somを発現するmultihormonalでGLUT2やUnc3などのβ細胞としての成熟マーカーの発現が低いことが明らかとなった。さらにストレプトゾトシン誘導性の糖尿病やジフテリア毒素誘導性の糖尿病モデルにおいて、時間経過とともに、Ppy系列のβ細胞がdominantになることから、糖尿病状態におけるβ細胞傷害に対して、非Ppy系列のβ細胞よりも抵抗性を示すことが示唆された。PP細胞の細胞株を作成すべく、Ppy発現細胞にLarge Tを発現させるマウスを作製したところ、驚くべきことに、短期間に膵腺癌が発症することが判明した。本現象はPP細胞が膵腺癌の起源細胞に成り得ることを示唆しており、現在このマウスの解析を精力的に行っている。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Zinc and iron dynamics in human islet amyloid polypeptide induced diabetes mouse model2023

    • Author(s)
      Fukunaka A, Shimura M, Ichinose T, Pereye OB, Nakagawa Y, Tamura Y, Mizutani W, Inoue R, Inoue T, Tanaka Y, Sato T, Saito T, Fukada T, Nishida Y, Miyatsuka T, Shirakawa J, Watada H, Matsuyama T, Fujitani
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 13(1) Pages: 3484

    • DOI

      10.1038/s41598-023-30498-y.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Overexpression of Pdx1, reduction of p53, or deletion of CHOP attenuates pancreas hypoplasia in mice with pancreas-specific O-GlcNAc transferase deletion2023

    • Author(s)
      Wong A, Pritchard S, Moore M, Akhaphong B, Avula N, Beetch M, Fujitani Y, Alejandro EU.
    • Journal Title

      J Biol Chem

      Volume: 299 Pages: 102878

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2023.102878

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Establishment of an enzyme-linked immunosorbent assay for mouse pancreatic polypeptide clarifies the regulatory mechanism of its secretion from pancreatic γ cells2022

    • Author(s)
      Saito D, Nakagawa Y, Sato T, Fukunaka A, Pereye OB, Maruyama N, Watada H, Fujitani Y
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 17(8) Pages: e0269958.

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0269958

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cumulative autophagy insufficiency in mice leads to progression of β-cell failure2022

    • Author(s)
      Suzuki L, Miyatsuka T, Himuro M, Wakabayashi Y, Osonoi S, Miura M, Katahira T, Fujitani Y, Iida H, Mizukami H, Nishida Y, Watada H
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 611 Pages: 38-45

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.04.040

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] STAT3 suppression and β-cell ablation enhance α-to-β reprogramming mediated by Pdx12022

    • Author(s)
      Wakabayashi Y, Miyatsuka T, Miura M, Himuro M, Taguchi T, Iida H, Nishida Y, Fujitani Y, Watada H
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 12 Pages: 21419

    • DOI

      10.1038/s41598-022-25941-5

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 膵β細胞の機能的多様性2023

    • Author(s)
      藤谷与士夫
    • Organizer
      第57回糖尿病学の進歩 (オンデマンド配信)
    • Invited
  • [Presentation] Genetically induced immortalization of Ppy-expressing cells results in pancreatic ductal adenocarcinoma2023

    • Author(s)
      Ofejiro B. Pereye, Takashi Sato, Yuko Nakagawa, Ayako Fukunaka, Akihisa Fukuda, Hiroki Mizukami and Yoshio Fujitani
    • Organizer
      第36回日本糖尿病肥満動物学会
  • [Presentation] Genetically induced immortalization of Ppy-expressing cells results in pancreatic ductal adenocarcinoma2023

    • Author(s)
      Ofejiro B. Pereye, 佐藤隆史, 中川祐子,福中彩子, 青山周平, 西田友哉, 綿田裕孝, 福田晃久, 水上浩哉, 藤谷与士夫
    • Organizer
      日本生理学会 第100回記念大会
    • Invited
  • [Presentation] Ppy遺伝子の活性化が膵β細胞の機能的多様性を規定する2022

    • Author(s)
      藤谷与士夫
    • Organizer
      第65回日本糖尿病学会年次学術集会 シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] PP細胞研究から解き明かす膵β細胞の多様性2022

    • Author(s)
      藤谷与士夫
    • Organizer
      第95回日本内分泌学会学術総会 シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] A novel Islet-derived mouse pancreatic ductal adenocarcinoma model2022

    • Author(s)
      Ofejiro B. Pereye, 佐藤隆史, 中川祐子, 福中彩子, 藤谷与士夫
    • Organizer
      第35回日本糖尿病肥満動物学会
  • [Presentation] Genetically induced immortalization of Ppy-expressing cells results in malignant transformation2022

    • Author(s)
      Ofejiro B. Pereye, 佐藤隆史, 中川祐子, 福中彩子, 藤谷与士夫
    • Organizer
      第95回日本内分泌学会学術総会
  • [Presentation] Genetically induced immortalization of Ppy-expressing cells results in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma2022

    • Author(s)
      Ofejiro B. Pereye, 佐藤隆史, 中川祐子,福中彩子, 青山周平, 西田友哉, 綿田裕孝, 福田晃久, 水上浩哉, 藤谷与士夫
    • Organizer
      25th Diabetes Research Forum in Tokyo
  • [Presentation] Genetically induced immortalization of Ppy-expressing cells results in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma2022

    • Author(s)
      Ofejiro B. Pereye, Takashi Sato, Yuko Nakagawa, Ayako Fukunaka, Shuhei Aoyama, Yuya Nishida, Hirotaka Watada, Akihisa Fukuda, Hiroki Mizukami and Yoshio Fujitani
    • Organizer
      The 8th IMCR Symposium on Endocrine and Metabolism
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 生体調節研究所 分子糖代謝制御分野 藤谷研究室

    • URL

      https://tou-taisha.imcr.gunma-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2023-12-25  

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