Molecular Mechanism of beta cell failure due to autophagic failure

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H03735
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 綿田 裕孝 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60343480)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西田 友哉 順天堂大学, 医学部, 准教授 (10581449) ; 宮塚 健 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60622363)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ２型糖尿病 / オートファジー / 膵β細胞

Outline of Annual Research Achievements

オートファジー不全が膵β細胞不全を誘導するメカニズムの解明を目的として、我々はMIP-CreER;Atg7fl/fl マウスにタモキシフェン投与し早いタイミングで膵島で発現が増加する遺伝子としてAFIG1を同定した。
この発現増加がオートファジー不全に応答して起こっているのかを別の系で確認する目的で、テトラサイクリン誘導性にAtg7遺伝子の発現が低下するMIN6細胞においてAFIG1遺伝子の発現を検討したところ、やはりAFIG1遺伝子の発現増加を認めた。さらに、他の糖尿病モデルマウスの膵島における発現を検討してみると、ob/obマウス、db/dbマウスにおいてAFIG1遺伝子発現の増加を認めた。したがって、AFIG1遺伝子は膵島不全の早期の状態で発現が増加する遺伝子と考えている。現在、この遺伝子発現の意義を検討する目的で膵β細胞特異的AFIG1遺伝子ノックアウトマウスの作製を試みている。
オートファジーフラックスに関与する遺伝子を高感度に同定するアッセイ系を用いて遺伝子スクリーニングを行い再現性を持ってオートファジーフラックスに必須であるとして同定した遺伝子のひとつAFR1に関して検討を進めてきた。AFR1に対するgRNAをCas9発現MEFに発現しAFR-1発現低下のオートファジーフラックスに対する効果を検討し、コントロールに比してオートファジーフラックスの抑制が示唆されるデータが得られた。しかし、膵β細胞株であるＭＩＮ６細胞にsiRNAを用いてAFR-1遺伝子発現を抑制しても、オートファジーフラックスに対する明らかな影響は認められなかった。現在、他のオートファジーフラックス感受性遺伝子に研究標的を変えてる検討をしている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

膵β細胞においてオートファジー調節因子として働くと仮説を立てて研究標的としたAFR１に関して、線維芽細胞株では、再現性をもってオートファジー調節因子として機能しているが、膵β細胞株においては、そのような機能は確認されず、AFR１に関するprojectに関して、研究が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

他にもオートファジー調節因子を同定しているため、研究標的因子を変更して、計画した研究を進める予定としている。