2022 Fiscal Year Final Research Report

Identification and functional analysis of genes responsible for hypoinsulin secretion in a novel mouse model of diabetes mellitus

Research Project

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Project/Area Number	20K15708
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 42040:Laboratory animal science-related
Research Institution	National Center for Global Health and Medicine
Principal Investigator	Nakano Kenta 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, 研究所, 動物実験施設専任研究員 (10753189)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	糖尿病 / 低インスリン血症 / インスリン分泌不全 / 耐糖能異常 / Insulin hyposecretion / ihs / 臓器関連ネットワーク / 遺伝子改変マウス
Outline of Final Research Achievements	Insulin hyposecretion (ihs) mice are a novel diabetes model characterized by non-obesity and insulin secretory disorder. From QTL analysis and gene linkage analysis, we have identified that the gene responsible for glucose intolerance and hypoinsulinemia of ihs mouse is located on chromosome 18. We performed gene expression analysis in islets and identified gene X that exhibit loss of gene expression in islets of ihs mice. To clarify the effect of gene X on glucose metabolism, we performed an oral glucose tolerance test using gene X knockout mice. These mice showed marked glucose intolerance and hypoinsulinemia as well as ihs mice, indicating that gene X is one of the genes responsible for diabetes in ihs mice. The gene X was also suggested to be a molecule that indirectly regulates insulin secretion from pancreatic islets via neural and/or humoral factors. Therefore, functional analysis of geneX may lead to the elucidation of a new, atypical regulatory mechanism of insulin secretion.
Free Research Field	実験動物学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	血中インスリン濃度の制御機構は極めて複雑であり、神経や液性因子等を介して様々な臓器が互いに連携を取り合うことで、適切な血中インスリン濃度が維持されている。しかし、このような臓器間ネットワークを介したインスリン分泌制御機構には未解明の点が多く、その全容は依然として掴めていない。今回我々が同定した新規糖尿病原因遺伝子は、神経や液性因子を介し膵島からのインスリン分泌を間接的に制御する分子であることが示唆された。本遺伝子の機能を解明することで、新たなインスリン分泌制御機構が明らかになり、新たな糖尿病研究の基盤を提供するとともに、糖尿病の治療・予防における新たな創薬シーズの創出につながると考えられる。