膵島、腺房細胞クロストークを利用した2型糖尿病β細胞容積改善の試み

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K08521
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 水上 浩哉 弘前大学, 医学研究科, 教授 (00374819)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: Carbonic anhydrase IX / 膵島 / β細胞 / 2型糖尿病

Outline of Annual Research Achievements

2型糖尿病（T2D）の発症機序の一つに膵島細胞機能不全がある。その原因に膵島β細胞容積の低下がある。T2Dにおける膵島病理学的変化に低酸素の関与が想定されている。ところが、ヒトのT2D膵島が実際低酸素になっているのかは未だ不明である。そこで、組織学的に検討したところ、低酸素関連分子であるCarbonic anhydrase-IX（CA-IX）がヒトT2D症例の一部および肥満型T2Dモデルdb/dbマウス膵島周囲腺房細胞にのみ発現が亢進していた。このことは、肥満型T2Dにおいて、腺房細胞にCA-IXの発現が亢進していることを予想させた。特に、db/dbマウスはインスリン分泌が過剰であるため、β細胞から分泌されるインスリンを含む液性因子がその発現を調整していると考えた。
今年度はヒト膵組織におけるCA-IXおよびその相同体であるCA-XIIの発現をさらに検討した。肺疾患により持続的低酸素に陥っている症例では、腺房組織におけるCA-IXの発現は亢進していた。CA－IXの発現は膵組織にははっきり認められなかった。糖尿病と非糖尿病を比較した場合、CA-IXの発現に明らかな違いは見られなかった。そこで、膵島のアミロイドの沈着の有無でCA-IXの発現に差があるかどうか検討した。その結果、アミロイド沈着症例でCA-IXの発現に減少が見られた。その意義について、さらに検討を加える予定である。また、現在ヒト剖検膵組織をマイクロダイゼクションして、膵島周囲の腺房組織を採取し、プロテオミクス解析を行っている。予備実験では、パラフィン切片から腺房組織を膵島周囲から単離し、プロテオミクス解析を行える十分量が採取できることが確認されている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

CA-IXノックアウトマウスに高脂肪食を投与してインスリン分泌、膵島の病理学的変化について検討を加えたが、大きな変化が見られなかった。糖尿病状態が十分でないと考え、高現在、CA-IXノックアウトマウスと肥満型二型糖尿病モデルのdb-dbマウスを交配している。しかしながら、、動物施設で蟯虫が発生し、その検査、駆除のため現在交配、動物実験を中断されている。そのため、進捗状況はやや遅れているとした。

Strategy for Future Research Activity

1：db/dbマウスとCA-IXノックアウトマウスの解析をさらに進める。
2：db/dbマウスにCA-IX阻害薬であるU104を投与して、インスリン分泌促進機序をさらに検討する。
3：マイクロダイゼクションされたヒト剖検膵島周囲腺房組織をプロテオミクス解析により網羅的タンパク発現をさらに検討する。

Causes of Carryover

昨年度は動物者に蟯虫が発生したため、十分な研究ができなかった。CA-IXノックアウトマウスをdb/dbマウスと交配したマウスをさらに検討するため、予算を残した。