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2022 Fiscal Year Research-status Report

膵β細胞イメージング法を用いた糖尿病病態の解明とその応用

Research Project

Project/Area Number 21K08553
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

藤本 裕之  京都大学, 環境安全保健機構, 助教 (50437274)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords膵β細胞イメージング / 糖尿病 / 膵β細胞量 / 膵島移植 / imeglimin
Outline of Annual Research Achievements

昨年度から実施中のミトコンドリア機能改善薬imegliminの糖尿病治療効果についての膵β細胞量の観点からの検討を引き続き実施した。Db/dbマウスを用いて、4週齢から5週間imegliminの投与を行い、グルコース負荷試験(OGTT)、膵β細胞量評価(病理評価およびSPECTイメージングによる評価)、ミトコンドリア機能に関する評価を行った。その結果、10週齢においてImeglimin投与群において耐糖能の改善がみられOGTTの30, 60分値において有意な差がみられた。次に膵β細胞量を10週齢マウスの膵臓切片をインスリン染色によって評価し、imeglimin投与群にて膵β細胞が多く存在していることが分かった。これは、Ki67およびTUNEL評価から膵β細胞のアポトーシスが抑制された結果であることが示唆された。また、In-111標識exendinプローブを用いたSPECTイメージングによる経時的な膵β細胞量の評価も行い、病理評価と同様にimeglimin投与群において膵島保護作用により膵β細胞量が多く残存していることが分かった。ミトコンドリアの膜電位の変化やミトコンドリアでのアポトーシスに関係するcytochrome cについても評価し、imeglimin投与がアポトーシスの抑制につながり、膵β細胞量減少を抑制していることを示した。
また、In-111標識exendinプローブを用いたSPECTイメージングによる膵β細胞量評価方法を用いて、移植膵島の評価についても検討を行った。150個、400個の膵島を経門脈的にSTZ投与による糖尿病モデルマウスに移植し経時的に評価を行った。随時血糖、体重、膵β細胞量評価、ARGなど行い、本イメージング手法による経時的な移植追悼の追跡に成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現在までのところ当初の計画通り順調に進行している。

Strategy for Future Research Activity

本年度、In-111標識exendinプローブを用いたSPECTイメージングによる膵β細胞量評価の応用に関する検討を実施し、その可能性・有用性を示してきた。今後は、経時的な糖尿病の経過を膵β細胞量の観点から評価を行う。現在、糖尿病の分野では、血糖値や血中インスリン値など血液学的な観点から糖尿病の経過について診断・評価されている。しかしながら、血糖値が上昇したころにはすでに膵島(膵β細胞)量がかなり減少していると言われている。そのため、糖尿病発症からの経過における血糖値などの因子を含めた病態と、膵β細胞量の関係を理解することは重要である。そのため、その糖尿病病態と膵β細胞量の関係を検討する必要があると考えられる。従ってそれらを解明するための検討を進める。糖尿病発症過程における膵β細胞量の変化を評価するために緩やかに耐糖能が悪くなるモデル動物を用いて縦断的な膵β細胞量の変化を本イメージング手法(In-111標識exendinプローブを用いたSPECTイメージング)を用いて検討を行う。その際、糖尿病の病態進行の各段階における随時血糖値や体重、耐糖能の変化についても評価し、糖尿病発症過程における血糖値や耐糖能などと膵β細胞量の関係について詳細な検討を行う予定である。本評価が実現できれば、膵β細胞イメージングを行うことで糖尿病の新しい診断方法になるとともに治療方針の決める助けとなる可能性がある。また、早期介入に関しても期待でき発症自体の抑制に寄与できる可能性がある。

Causes of Carryover

本研究遂行にあたり、次年度使用額が生じた理由については、本年度実施した研究について当初予定していた消耗品について少なく進めることができたことが挙げられる。実験試薬や実験動物の使用について効率的に実施することができたことが大きな理由である。また、次年度の繰り越し分と合わせた使用計画については、当初の予定の物品費(実験試薬(各種測定キット(インスリン、プロインスリン、c-ペプチド)、特殊飼料)やプラスチック器材など)に繰り越し分を加えて使用する予定そのほかは、当初予定通り、旅費(日本糖尿病学会や日本内分泌学会、日本膵臓学会などへの参加)その他(放射性廃棄物処理費など)などを見込んでいる。

  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Noninvasive quantitative evaluation of viable islet grafts using <scp> <sup>111</sup> In </scp> ‐exendin‐4 <scp>SPECT</scp> / <scp>CT</scp>2023

    • Author(s)
      Botagarova Ainur、Murakami Takaaki、Fujimoto Hiroyuki、Fauzi Muhammad、Kiyobayashi Sakura、Otani Daisuke、Fujimoto Nanae、Inagaki Nobuya
    • Journal Title

      The FASEB Journal

      Volume: 37 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1096/fj.202201787RR

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preservation effect of imeglimin on pancreatic β-cell mass: Noninvasive evaluation using 111In-exendin-4 SPECT/CT imaging and the perspective of mitochondrial involvements2022

    • Author(s)
      Fauzi Muhammad、Murakami Takaaki、Fujimoto Hiroyuki、Botagarova Ainur、Sakaki Kentaro、Kiyobayashi Sakura、Ogura Masahito、Inagaki Nobuya
    • Journal Title

      Frontiers in Endocrinology

      Volume: 13 Pages: 1-12

    • DOI

      10.3389/fendo.2022.1010825

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Noninvasive Evaluation of GIP Effects on β-Cell Mass Under High-Fat Diet2022

    • Author(s)
      Kiyobayashi Sakura、Murakami Takaaki、Harada Norio、Fujimoto Hiroyuki、Murata Yuki、Fujita Naotaka、Hamamatsu Keita、Ikeguchi-Ogura Eri、Hatoko Tomonobu、Lu Xuejing、Yamane Shunsuke、Inagaki Nobuya
    • Journal Title

      Frontiers in Endocrinology

      Volume: 13 Pages: 1-11

    • DOI

      10.3389/fendo.2022.921125

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 111In-exendin-4 SPECT/CTはGIP分泌の有無による膵β細胞量の経時的変化を明らかにする2022

    • Author(s)
      許林櫻華、村上隆亮、原田範雄、藤本裕之、村田由貴、藤田直尚、浜松圭太、池口絵里、波床朋信、盧雪セイ、山根俊介、稲垣暢也
    • Organizer
      第95回日本内分泌学会学術総会
  • [Presentation] 非侵襲的イメージング技術を用いた、高脂肪食下での GIP による膵β細胞量保護効果についての検討2022

    • Author(s)
      許林櫻華、村上隆亮、原田範雄、藤本裕之、村田由貴、藤田直尚、浜松圭太、池口絵里、波床朋信、盧雪セイ、山根俊介、稲垣暢也
    • Organizer
      第 65 回日本糖尿病学会年次学術集会
  • [Presentation] 非侵襲的ヒト膵β細胞 量評価のための、18F 標識 PEG 化 GLP-1 受容体標的 PET/CT 撮像プロトコール最適化の試み2022

    • Author(s)
      村上隆亮、藤本裕之、藤田直尚、浜松圭太、志水陽一、石守崇好、原田範雄、佐賀恒夫、中本裕士、稲垣暢也
    • Organizer
      第 65 回日本糖尿病学会年次学術集会
  • [Presentation] 非侵襲的膵β細胞量評価の実現を目指した、18F 標識PEG 化 GLP-1 受容体標的プローブ PET/CT の開発:第 1 相臨床試験追加解析を踏まえて2022

    • Author(s)
      村上隆亮、藤本裕之、藤田直尚、浜松圭太、原田範雄、佐賀恒夫、中本裕士、稲垣暢也
    • Organizer
      第 119 回日本内科学会総会
  • [Presentation] Non-invasive evaluation of the preservation effect of imeglimin on pancreatic beta cell mass using 111In-labeled exendin-4 SPECT/CT imaging2022

    • Author(s)
      Muhammad Fauzi, Takaaki Murakami, Hiroyuki Fujimoto, Ainur Botagarova, Kentaro Sakaki, Sakura Kiyobayashi, Masahito Ogura, Nobuya Inagaki
    • Organizer
      58th EASD Annual Meeting
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

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