2022 Fiscal Year Research-status Report
肥満糖尿病モデルマウスにおける膵β細胞脱分化の成因とNAFLDとの膵肝連関
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20K17484
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
石田 恵美 群馬大学, 医学部附属病院, 助教 (80806357)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 糖尿病 / 膵β細胞機能不全 / 主要栄養素 / 脂肪肝 / シングルセル解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
糖尿病でのβ細胞機能不全の一因、β細胞脱分化は、肥満モデルマウスにおいて、食事制限等で進行阻止される事が分かっている。β細胞脱分化抑制という、新たな糖尿病治療法を目指し、本研究では食事中の主要栄養素バランスとβ細胞脱分化の関係解明から着手している。カロリー当たりの脂質含有比を増した調整飼料(HF)と、糖質含有比を増した飼料(HC)を準備し、正常表現型マウスと同じカロリー摂取になるようHF食、もしくはHC食を投与した肥満モデルのdb/dbマウスでは、体重低下作用や耐糖能に両群の差はなかったが、HF群の方がHC群より脂肪肝およびβ細胞脱分化は改善傾向にあった。
昨年度は、この背景にある分子メカニズムを解明するため、RNA-seqを用いて両群の肝における遺伝子発現の網羅的解析を行い、HF群より、HC群において脂質代謝関連遺伝子や細胞増殖関連遺伝子、酸化ストレスを示唆するグルタチオン還元酵素が有意に誘導されていること、HF群よりHC群で低下する遺伝子では、SerpinA群が有意に多いことなどが判明し、HC群でより進行した脂肪肝発生に寄与していると推測された。
また脂肪肝と膵β細胞機能の臓器連関を担う分子を検討するため、GLP-1やFGF21に関する解析を行ったがこれらはβ細胞脱分化には関連が低いことが判明した。
このため、今年度は、HF群、HC群の膵島のsingle cell RNA sequenceを行い、膵側からβ細胞脱分化関連分子を検索する方針に切り替えた。まずsingle cell RNA sequenceを実施するための受託先を選定し、本研究室で最適なライブラリを得るための実験条件を検討し、得られたライブラリ作成用の膵島単離細胞サンプルを受託先へ渡し、マイクロフルイド技術によるシングルセル解析用cDNAライブラリを作成した。現在受託先にてシーケンサーによる解析を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の研究計画にない実験を追加するため予備実験に時間がかかったこと、またCOVID19による影響や世界情勢による影響などで研究に費やすエフォートの低下や研究用試薬の納品に時間がかかるなどの影響があり、プロジェクトが当初の予定の3年を超えることとなった。このため研究期間の延長を申請した。
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| Strategy for Future Research Activity |
シングルセルRNAシーケンスより得られたデータをバイオインフォマティクスにより解析し、HC、HF両群で差のあるクラスターの検出、発現遺伝子パターン等を検索する。これらの結果を同群の肝臓のRNAシーケンスデータとも照らし合わせ、食事中の主要栄養素バランスが肥満モデルマウスにもたらすβ細胞機能と肝脂肪化の両方へ影響する膵肝連関因子を検索する。
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| Causes of Carryover |
研究結果に応じて実施されなかった実験があること、研究計画の変更および世界情勢による納品の遅れなどによる実験計画の遅延、および新型コロナウイルスの世界的な流行で、2020年4月ごろから、国内外の学会のほとんどがweb開催となり旅費がかからなかったことなどから、当初の予定より研究費使用額が減った。2023年度は国内外とも対面で行われる学会が増えており、次年度は、single cell sequenceにかかる費用や、旅費などに、次年度使用額を使用する予定である。
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Research Products
(2 results)
