2022 Fiscal Year Research-status Report
筋インスリン感受性を介した時計遺伝子DBPによる糖・脂質代謝制御機構の解明
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22K08626
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
太田 康晴 山口大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (60448280)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋山 優 山口大学, 医学部附属病院, 講師 (90717547)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 骨格筋 / インスリン感受性 / 時計遺伝子 / 糖取り込み / 概日リズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シフトワークや睡眠障害が糖尿病の要因となりうるが、その過程には時計遺伝子の異常が関与していると考えられている。E4BP4とDBPはD-boxに作用する出力系の時計遺伝子である。我々はこれまで転写抑制因子であるE4BP4に着目し、過剰発現マウスを用いて研究を行ってきたが、転写活性化因子であるDBPの糖代謝における役割を十分に明らかにできていなかった。そこで全身型Dbp欠損（DBP KO）マウスを樹立した。同マウスは、インスリン分泌不全があるにもかかわらず耐糖能異常を呈さないが、この要因が筋肉のインスリン感受性亢進と糖取り込みの増加にあることを見出した。Zeitgeber（ZT）1にインスリン負荷試験（ITT）を行うと、負荷後60分以降で、野生型（WT）マウスに比べKOマウスの血糖値は明らかに低値であるが、ZT13で行ったITTでは、WTマウスにおいても血糖値が低下するため、KOマウスとの間に有意な差が認められなくなる。つまりWTマウスでは、活動時間と非活動時間でインスリン感受性に差があるのに対し、KOマウスでは常に筋肉のインスリン感受性が高いことがわかった。ZT4における血中NEFA濃度がKOマウスで低いことがその要因の一つであると考えられるが、その他のメカニズムを探索するためZT0と12でWTマウスとKOマウスから採取した腓腹筋のトランスクリプトーム解析を行った。Differential Expression解析で抽出した941遺伝子のGene Ontoloty解析を行ったところ、白血球の活性化やその調節に関わる遺伝子が有意に多く含まれていることが明らかになった。以上より、DBPの欠損によって、骨格筋における代謝や白血球活性化の概日リズムが失われ、通常は朝晩で差が生じるはずの骨格筋のインスリンの感受性に朝晩の差が認められなくなることが示唆された。
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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
DBP自体は、インスリン分泌や肝臓の糖産生に関与していることは、E4BP4過剰発現マウスの結果から推測されるものであったが、骨格筋におけるインスリン感受性の概日リズムに大きく関与していることはあまり予想できておらず、新しい知見を得ることができているという観点から、この研究が順調に進展していると考えている。このメカニズムの解明を中心に現在も研究を継続しているが、トランスクリプトーム解析の結果からは、白血球の活性化や炎症／免疫といったところが関与しているというあまり予期していない知見を見出しつつあり、この点からも本研究が発展性、新奇性の高いものになる可能性が高いと考えている。今後、組織特異的欠損マウスを用いて、さらにメカニズムの解明に迫るという方向性も決まっている状況であり、今後の展開も大いに期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在用いているDBP欠損マウスは129/svとC57BL6のハイブリッドのバックグラウンドであるため、表現系の解析に少なからず影響を与えている可能性がある。そこで、CRISR/Cas9システムを用いた新たなDBP欠損マウスを樹立した。このマウスは純粋なC57BL6のバックグランドのマウスであるため、マウスの系統による影響を受けない。このマウスを用いて、先行して研究を進めていたDBP欠損マウスの表現系と同じ表現系が得られるのか否かを解析を進めていく。また、Flox-DBPマウスを既に樹立し、Creリコンビナーゼ（Cre）発現マウスとの交配によって様々な組織での組織特異的DBP欠損マウスが作成できる状況になっている。まずはアクチンプロモーター下でCreを発現する骨格筋特異的DBP欠損マウスを作成し、表現系を解析していく。DBP欠損マウスは胎生期からの欠損マウスであるが、耐性致死や明らかな筋骨格系の異常は認められない。しかし骨格筋の最終分化や脂肪細胞などに問題が起こっている可能性は否定できない。そのため、間葉系幹細胞に必要な転写因子（例えばVEGFRなど）のプロモーター下でCreを発現するマウスとの交配によって、間葉系幹細胞特異的DBP欠損マウスを樹立することも検討している。
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| Causes of Carryover |
本年度はトランスクリプトーム解析を始めとした網羅的解析を行わなかったため、次年度使用額が生じたが、次年度には新たなマウス系統の樹立やトランスクリプトーム解析を予定しているため、その費用に充てたい。
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[Journal Article] 2型糖尿病の薬物療法のアルゴリズム2022
Author(s)
坊内良太郎, 近藤龍也, 太田康晴, 後藤 温, 田中大祐, 佐藤博亮, 矢部大介, 西村理明, 原田範雄, 神谷英紀, 鈴木 亮, 山内敏正
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Journal Title
糖尿病
Volume: 65
Pages: 419～434
Peer Reviewed
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[Presentation] ペマフィブラートが２型糖尿病患者の左室拡張能に与える影響の検討2022
Author(s)
太田康晴, 田口昭彦, 秋山 優, 山本 薫, 中林容子, 永尾優子, 廣重俊典, 畠中諒子, 和田 靖明, 山本 健, 矢野 雅文, 谷澤 幸生
Organizer
第65回日本糖尿病学会年次学術集会
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[Presentation] ペマフィブラートが２型糖尿病患者の左室拡張能に与える影響の検討2022
Author(s)
太田康晴, 田口昭彦, 秋山 優, 山本 薫, 中林容子, 永尾優子, 廣重俊典, 畠中諒子, 和田 靖明, 山本 健, 矢野 雅文, 谷澤 幸生
Organizer
第37回日本糖尿病学会合併症学会
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[Presentation] 2型糖尿病患者におけるペマフィブラートが左室拡張能へ与える影響の検討2022
Author(s)
畠中諒子, 太田康晴, 田口昭彦, 秋山 優, 山本 薫, 中林容子, 永尾優子, 和田靖明, 山本 健, 矢野雅文, 谷澤幸生
Organizer
日本糖尿病学会中国四国地方会第60回総会
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