2021 Fiscal Year Research-status Report
Regulation of beta cell fate during dedifferentiation
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20K08866
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
白川 純 群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (70625532)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 糖尿病 / 膵β細胞 / 分化転換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分化した細胞が膵β細胞由来かどうかを可視化するために、膵β細胞から分化転換した細胞は緑色の蛍光(mGFP)を、膵β細胞から分化転換していない細胞は赤い蛍光(mTomato)を細胞膜に示すIns1-Cre:mTmGマウスにくわえ、膵β細胞から分化転換した細胞は赤色の蛍光を、膵β細胞から分化転換していない細胞は緑色の蛍光を示すIns1-Cre:R26GRRマウスも作成した。このマウスにおいても、高容量のストレプトゾトシンSTZを投与して高血糖状態にし、6日後に解析したところ、頭部の膵島では、膵β細胞から膵PP細胞への分化転換のみを認め、尾部の膵島では、膵β細胞から膵α細胞への分化転換を認め、膵δ細胞への分化転換は差を認めなかった。
シングルセル解析により交感神経系の関与が示唆されていたが、透明化により、膵臓における膵島への交感神経線維の分布を明らかにした。特に、グルカゴンを発現している膵α細胞への交感神経線維が明らかとなった。
さらに、ルシフェラーゼを用いた発行マウスを用いてSTZ投与後の膵β細胞の系譜に関する解析も実施し、STZ投与後にも膵β細胞そのものは生存しており、他の細胞へ分化している可能性を生体内で確認することができた。
またシングルセル解析を通じて、膵β細胞量が、膵PP細胞を経て膵α細胞に分化する経路が示唆された。これより、膵β細胞は障害を受けた場合に、膵PP細胞へ分化転換し、さらに交感神経線維の刺激により膵α細胞へとさらに分化転換する可能性が考えられた。
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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
追加で2つの膵β細胞を追跡できるトレーサーマウスを樹立でき、膵β細胞の運命決定機構に関する確認を行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
Single-Cell RNA-Seqの解析において、pseudo-timeの解析により、いくつかの候補分子を同定できており、これらの膵β細胞の分化転換における役割を明らかにする。また、ヒト膵島での発現や機能解析を遂行し、ヒト膵β細胞での効果を確認する。
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